Što je lamle vatrostalni materijal?

Lamle vatrostalni materijali su ključni materijali koji se koriste u procesu izrade čelika za zaštitu obloga za ladice i izdržati eroziju rastopljenog čelika i šljake visoke temperature. Kao glavni spremnik za držanje i transport rastopljenog čelika (od pretvarača / električne peći do kontinuiranog lijevanja tundiha), vatrostalni materijali ladice moraju ostati stabilni u ekstremnim termodinamičkim i kemijskim uvjetima, dok se prilagođavaju učestalom rastopljenom čeličnom utjecaju, temperaturnim promjenama i nasilnim reakcijama na sloju s kolu. Slijede ključne komponente, zahtjevi za izvedbu i tehnički izazovi vatrostalnih materijala od lovaca:

Koji su lamle vatrostalni materijali?

Lamle vatrostalni materijali uglavnom su sastavljeni od ladice i ladice vatrostalne funkcionalne proizvode. Njegovi unutarnji vatrostalni materijali moraju izdržati ekstremne uvjete poput čišćenja, kemijske erozije i toplinskog udara od rastopljenog čelika visoke temperature.

Obloga od ladice obično se dijeli na sljedeće dijelove prema različitim područjima u kontaktu s rastopljenim čelikom i funkcionalnim zahtjevima:

Trajni sloj (sigurnosni sloj):

Materijal: lagane izolacijske cigle ili casti niske toplinske vodljivosti (poput gline).

Funkcija: toplinska izolacija, smanjenje temperature ljuske od ladice i smanjenje gubitka topline.

Radni sloj (izravan kontakt s rastopljenim čelikom i šljakom):

Područje linije šljake:

Materijal: Magnesia Carbon Brick (MGO-C, koji sadrži 10% ~ 20% grafita).

Značajke: Velika otpornost na eroziju šljake (posebno protiv alkalne šljake), grafit pruža otpornost na toplinski udar i podmazivanje.

Zidno područje:

Materijal: Aluminij magnezij ugljična opeka (al₂o₃-MGO-C) ili visoki aluminijski odljev (al₂o₃≥80%).
Značajke: Uravnotežuje otpornost na rastopljenu čeličnu eroziju i troškove, pogodno za područja koja nisu slagana.

Donje područje:

Materijal: Visoka aluminijska opeka ili korundum (al₂o₃≥90%).
Značajke: visoka mehanička čvrstoća, otpornost na rastopljeni čelični statički tlak i trošenje udara.

Funkcionalne komponente:

Vatrostalna klizna vrata:

Materijal: aluminijski cirkonijev ugljični kompozit (al₂o₃-Zro₂-C) ili magnezijev ugljik (MGO-C).

Funkcija: Precizno kontrolira protok rastopljenog čelika i potrebno je oduprijeti eroziji visoke temperature i toplinskog udara.

Čišćenje utikača:

Materijal: Corundum-spinel (al₂o₃-mgal₂o₄) ili magnezij (MGO).

Funkcija: Potrebno je rastopljeni čelik puhanjem argona / dušik, jednolična temperatura i sastav, visoka propusnost i anti-permabilnost.

Pa blok:

Materijal: Visoki aluminij ili magnezijev ugljik.

Funkcija: Popravite kapiju i izdržajte mehanički utjecaj rastopljenog protoka čelika.

Zahtjevi za izvedbu vatrostalnih materijala za lomljenje

• Otpornost na eroziju šljake: Područje linije šljake mora se oduprijeti kemijskoj eroziji šljake visoke bazičnosti (CaO / SiO₂> 2).
• Toplinski otpor udara: temperatura uvelike fluktuira tijekom prometa lopata (poput hlađenja prazne ladice od 1600 ° C do sobne temperature), a materijal treba izbjegavati pucanje.
• Čvrstoća visoke temperature: Izdržati statički tlak rastopljenog čelika (poput donjeg tlaka od 200-tonske ladice doseže ~ 0,3MPa) i mehanički šok.
• Nisko zagađenje: Izbjegavajte nečistoće u vatrostalnim materijalima (kao što je SiO₂) od reakcije sa rastopljenim čelikom i utječe na čistoću čelika.

Evolucija i izazovi materijalne tehnologije

Optimizacija ugljičnih cigle magnezije

Tradicionalna magnezijska ugljična opeka: Oslanjajte se na grafit za poboljšanje otpornosti na toplinski udar, ali grafit se lako oksidira (treba dodati antioksidante poput AL i Si).

Trend niskog karbonizacije: Razvijte ugljične cigle s niskim udjelom ugljika (sadržaj grafita <8%), zamijenite dio grafita s nanokarbonom (poput ugljične crne) ili in-situ strukturom ugljika (poput karbonizacije smole) kako bi se smanjio rizik od oksidacije.

Zaštita okoliša i bez kroma

Problem zagađenja kroma: Tradicionalne cigle magnezije-kroma (MGO-CR₂O₃) su ograničene zbog kancerogenosti CR⁶⁺.

Alternativno rješenje: Koristite spinel (mgal₂o₄) ili materijale magnezijevog-kalcija (MGO-CAO), koji su i otporni na šljaku i ekološki prihvatljivi.

Proširenje aplikacije za odljev

Integralna tehnologija lijevanja: Upotrijebite glinicu-magnesiju ili Spinel Castables za zamjenu tradicionalnih opeka, smanjiti zajedničku eroziju i proširiti život.

Neovikljeni castari: Konstrukcija bez vibracija postiže se optimizacijom veličine čestica, smanjujući troškove rada.

Tipični načini neuspjeha vatrostalnih materijala

Erozija šljake: Prodor šljake uzrokuje stvaranje faza niskog talasa (poput Cao-MGO-Sio₂ sustava) na površini cigle magnezijskog karbona, a struktura se ispliva.

Toplinski napon SPALLING: Česte temperaturne promjene uzrokuju širenje mikropukotina unutar materijala, a na kraju i slojevito prolijevanje.

Blokiranje zračnih opeka: Uključivanja u rastopljeni čelik (poput al₂o₃) talože se u zračnim rupama, što utječe na učinak puhanja argona.

Primjena vatrostalnih materijala od lovaca:

Čisto čelično topljenje: Upotrijebite visoke čistoće zračne cigle (al₂o₃> 99%) za smanjenje uvođenja nečistoća.

Dizajn dugog života: Optimizirajte troškove i život kroz gradijentnu strukturu (poput magnezijevih ugljičnih opeka u području linije šljake i aluminijskih-magnesijskih castara za zid od lomača).

Inteligentno nadzor: Koristite infracrvene toplinske slike ili tehnologiju akustične emisije za praćenje statusa erozije u ladici u stvarnom vremenu.

Lamle vatrostalni materijali su temeljni potrošni materijal u procesu izrade čelika, a njihove performanse izravno utječu na kvalitetu rastaljenog čelika, sigurnost proizvodnje i troškove. U usporedbi s tundish vatrostalnim materijalima, materijali za ladice moraju izdržati duže rastopljeno vrijeme prebivališta čelika, složenije reakcije čelika od šljake i veća mehanička opterećenja. Budući smjerovi razvoja uključuju materijale s niskim udjelom ugljika i ekološki prihvatljive, dizajn dugog života i inteligentnu tehnologiju održavanja. Na primjer, primjena materijala magnezija-kalcija i karata bez ugljika ne samo da može poboljšati otpornost na šljaku, već također udovoljava zahtjevima zelene proizvodnje.