Apa itu bahan refraktori sendok?

Bahan refraktori sendok adalah bahan utama yang digunakan dalam proses pembuatan baja untuk melindungi lapisan sendok dan tahan erosi baja cair dan slag suhu tinggi. Sebagai wadah utama untuk menahan dan mengangkut baja cair (dari Converter / Tungku Listrik ke Continuous Casting Tundish), bahan refraktori dari sendok perlu tetap stabil di bawah kondisi termodinamika dan kimia yang ekstrem, sambil beradaptasi dengan dampak baja cair yang sering, perubahan suhu dan reaksi kekerasan pada interfasi baja slag. Berikut ini adalah komponen utama, persyaratan kinerja dan tantangan teknis dari bahan refraktori sendok:

Apa itu bahan refraktori sendok?

Bahan refraktori sendok terutama terdiri dari lapisan sendok dan produk fungsional refraktori sendok. Bahan-bahan refraktori internalnya perlu menahan kondisi ekstrem seperti penggosok, erosi kimia dan guncangan termal dari baja cair suhu tinggi.

Layle Lining biasanya dibagi menjadi bagian -bagian berikut sesuai dengan area yang berbeda yang bersentuhan dengan baja cair dan persyaratan fungsional:

Lapisan permanen (lapisan pengaman):

Bahan: Batu bata isolasi ringan atau konduktivitas termal rendah yang dapat dibuang (seperti tanah liat).

Fungsi: Insulasi termal, mengurangi suhu cangkang sendok dan mengurangi kehilangan panas.

Lapisan kerja (kontak langsung dengan baja dan terak cair):

Area garis terak:

Bahan: Magnesia Carbon Brick (MGO-C, mengandung 10% ~ 20% grafit).

Fitur: Resistensi tinggi terhadap erosi terak (terutama terhadap terak alkali), grafit memberikan ketahanan guncangan termal dan pelumasan.

Area dinding:

Bahan: Aluminium magnesium karbon bata (al₂o₃-mgo-c) atau aluminium tinggi castable (al₂o₃≥80%).
Fitur: Saldo resistensi terhadap erosi dan biaya baja cair, cocok untuk area garis non-slag.

Area Bawah:

Bahan: Bata aluminium tinggi atau corundum castable (al₂o₃≥90%).
Fitur: Kekuatan mekanik tinggi, resistensi terhadap tekanan statis baja cair dan keausan dampak.

Komponen fungsional:

Gerbang geser refraktori:

Bahan: Komposit karbon aluminium zirkonium (al₂o₃-zro₂-c) atau magnesium karbon (MGO-C).

Fungsi: Kontrol secara akurat aliran baja cair, dan perlu menahan erosi suhu tinggi dan guncangan termal.


Steker pembersih:

Bahan: corundum-spinel (al₂o₃-mgal₂o₄) atau magnesium (mgo).

Fungsi: Aduk baja cair dengan meniup argon / nitrogen, suhu dan komposisi yang seragam, permeabilitas tinggi dan anti-permeabilitas diperlukan.


Blokir dengan baik:

Bahan: Aluminium tinggi atau karbon magnesium.

Fungsi: Perbaiki gerbang dan tahan dampak mekanis dari aliran baja cair.

Persyaratan kinerja bahan refraktori sendok

• Resistensi erosi terak: Area garis terak dari sendok perlu menahan erosi kimia slag-basicity tinggi (cao / sio₂> 2).
• Resistensi kejut termal: Suhu berfluktuasi sangat selama pergantian sendok (seperti mendinginkan sendok kosong dari 1600 ° C ke suhu kamar), dan bahan perlu menghindari retak.
• Kekuatan Suhu Tinggi: Tahan tekanan statis baja cair (seperti tekanan bawah sendok 200 ton mencapai ~ 0,3mpa) dan guncangan mekanik.
• Polusi Rendah: Hindari kotoran dalam bahan refraktori (seperti SiO₂) dari bereaksi dengan baja cair dan mempengaruhi kemurnian baja.

Evolusi dan tantangan teknologi material

Optimalisasi batu bata karbon magnesia

Batu Bata Karbon Magnesia Tradisional: Mengandalkan grafit untuk meningkatkan ketahanan guncangan termal, tetapi grafit mudah teroksidasi (antioksidan seperti AL dan Si perlu ditambahkan).

Tren Karbonisasi Rendah: Mengembangkan batu bata karbon magnesia rendah karbon (kandungan grafit <8%), ganti bagian dari grafit dengan nanokarbon (seperti karbon hitam) atau struktur karbon yang dihasilkan in-situ (seperti karbonisasi resin) untuk mengurangi risiko oksidasi.

Perlindungan lingkungan dan bebas kromium

Masalah Polusi Kromium: Batu bata magnesium tradisional (MGO-CR₂O₃) dibatasi karena karsinogenisitas CR⁶⁺.

Solusi alternatif: Gunakan bahan spinel (mgal₂o₄) atau magnesium-kalsium (MGO-CAO), yang keduanya tahan terak dan ramah lingkungan.

Perpanjangan Aplikasi Castable

Teknologi Pengecoran Integral: Gunakan alumina-magnesia atau spinel castable untuk menggantikan bata tradisional, mengurangi erosi bersama dan memperpanjang masa pakai.

Castable Leveling Mandiri: Konstruksi bebas getaran dicapai melalui optimasi ukuran partikel, mengurangi biaya tenaga kerja.

Mode Kegagalan Khas Bahan Sendok Lendir

Erosi garis terak: Penetrasi terak menyebabkan pembentukan fase titik-melaus rendah (seperti sistem CAO-MGO-SiO₂) pada permukaan batu bata magnesia-karbon, dan strukturnya dikelupas.

Spalling tegangan termal: Perubahan suhu yang sering menyebabkan perluasan microcracks di dalam material, dan akhirnya pelepasan berlapis.

Penyumbatan batu bata udara: Inklusi dalam baja cair (seperti al₂o₃) disimpan di lubang udara, mempengaruhi efek peniup argon.

Penerapan Bahan Sendok Sendok:

Bersihkan baja peleburan: Gunakan batu bata udara Corundum dengan kemurnian tinggi (Al₂O₃> 99%) untuk mengurangi pengenalan kotoran.

Desain Long-Life: Mengoptimalkan biaya dan kehidupan melalui struktur gradien (seperti batu bata magnesium karbon di area garis terak dan aluminium-magnesium castable untuk dinding sendok).

Pemantauan Cerdas: Gunakan imager termal inframerah atau teknologi emisi akustik untuk memantau status erosi lapisan sendok secara real time.

Bahan refraktori sendok adalah bahan habis pakai inti dalam proses pembuatan baja, dan kinerjanya secara langsung mempengaruhi kualitas baja cair, keamanan produksi dan biaya. Dibandingkan dengan bahan refraktori tundish, bahan sendok perlu menahan waktu tinggal baja cair yang lebih lama, reaksi baja slag yang lebih kompleks dan beban mekanik yang lebih tinggi. Arahan pengembangan di masa depan termasuk bahan-bahan rendah karbon dan ramah lingkungan, desain panjang dan teknologi pemeliharaan cerdas. Misalnya, penerapan bahan magnesium-kalsium dan castable bebas karbon tidak hanya dapat meningkatkan resistensi terak tetapi juga memenuhi persyaratan pembuatan hijau.