Kas ir kāpņu ugunsizturīgs materiāls?

Kļūdu ugunsizturīgie materiāli ir galvenie materiāli, ko izmanto tērauda ražošanas procesā, lai aizsargātu kausu oderi un izturētu augstas temperatūras izkausēta tērauda un izdedžu eroziju. Kā galvenais konteiners izkausēta tērauda turēšanai un pārvadāšanai (no pārveidotāja / elektriskā krāsns līdz nepārtrauktai liešanai tundiski), kausa ugunsizturīgajiem materiāliem jābūt stabiliem ekstrēmās termodinamiskos un ķīmiskos apstākļos, vienlaikus pielāgojoties biežai izkausētai tērauda triecienam, temperatūras izmaiņām un vardarbīgām reakcijām izaugsmes stūra interfeisā. Šie ir galvenās Kļūdu ugunsizturīgu materiālu sastāvdaļas, veiktspējas prasības un tehniskās problēmas:

Kādi ir kāpņu ugunsizturīgi materiāli?

Kļūdu ugunsizturīgie materiāli galvenokārt sastāv no kausu oderējumiem un kausu ugunsizturīgiem funkcionāliem produktiem. Tās iekšējiem ugunsizturīgajiem materiāliem ir jāiztur ārkārtīgi apstākļi, piemēram, beršana, ķīmiska erozija un augstas temperatūras izkausēta tērauda termiskais trieciens.

Kailu odere parasti tiek sadalīta šādās daļās atbilstoši dažādiem apgabaliem, kas atrodas saskarē ar izkausētu tēraudu un funkcionālām prasībām:

Pastāvīgais slānis (drošības slānis):

Materiāls: Viegli izolācijas ķieģeļi vai zema siltumvadītspējas liedes (piemēram, māls).

Funkcija: siltumizolācija, samazinot kausa apvalka temperatūru un samazinot siltuma zudumus.

Darba slānis (tiešs kontakts ar izkausētu tēraudu un izdedžiem):

Izdedžu līnijas laukums:

Materiāls: magnēzijas oglekļa ķieģelis (MGO-C, kas satur 10% ~ 20% grafīta).

Īpašības: augsta izturība pret izdedžu eroziju (īpaši pret sārmainu izdedžiņu), grafīts nodrošina termisko trieciena izturību un smērvielu.

Sienas zona:

Materiāls: alumīnija magnija oglekļa ķieģeļu (al₂o₃-MGO-C) vai augsts alumīnija liešanas (al₂o₃≥80%).
Īpašības: līdzsvars izturība pret izkausēto tērauda eroziju un izmaksām, kas piemērotas ne-SLAG līnijas zonām.

Apakšējā zona:

Materiāls: augsts alumīnija ķieģelis vai corundum castable (al₂o₃≥90%).
Īpašības: augsta mehāniskā izturība, izturība pret izkausētu tērauda statisko spiedienu un trieciena nodilumu.

Funkcionālās sastāvdaļas:

Ugunsizturīgi bīdāmie vārti:

Materiāls: alumīnija cirkonija oglekļa kompozīts (al₂o₃-zro₂-c) vai magnija ogleklis (MGO-C).

Funkcija: precīzi kontrolē izkausētā tērauda plūsmu un ir jāizturas pret augstas temperatūras eroziju un termisko triecienu.

Attīrīšanas spraudnis:

Materiāls: corundum-spinel (al₂o₃-mgal₂o₄) vai magnijs (MGO).

Funkcija: samaisiet izkausēto tēraudu, pūšot argonam / Slāpeklis, vienmērīga temperatūra un sastāvs, ir nepieciešama augsta caurlaidība un anti-caurlaidība.

Nu bloks:

Materiāls: augsts alumīnija vai magnija ogleklis.

Funkcija: salabojiet vārtus un izturēt izkausētās tērauda plūsmas mehānisko ietekmi.

Kaislīšu ugunsizturīgu materiālu veiktspējas prasības

• Sārņu izturība pret eroziju: Slaižu līnijas laukumam ir jāizturas pret augsta bāzu izdedžu ķīmisko eroziju (cao / sio₂> 2).
• Termiskā trieciena izturība: temperatūra ievērojami svārstās kausu apgrozījuma laikā (piemēram, tukša kausa atdzesēšana no 1600 ° C līdz istabas temperatūrai), un materiālam ir jāizvairās no plaisāšanas.
• Augstas temperatūras stiprums: iztur izkausēta tērauda statiskais spiediens (piemēram, 200 tonnu kausa apakšējais spiediens sasniedz ~ 0,3MPa) un mehānisko šoku.
• Zems piesārņojums: izvairieties no piemaisījumiem ugunsizturīgos materiālos (piemēram, Sio₂) reaģēt ar izkausētu tēraudu un ietekmēt tērauda tīrību.

Materiālo tehnoloģiju evolūcija un izaicinājumi

Magnēzijas oglekļa ķieģeļu optimizācija

Tradicionālie magnēzijas oglekļa ķieģeļi: paļaujieties uz grafītu, lai uzlabotu termisko triecienu pretestību, bet grafīts ir viegli oksidēts (jāpievieno antioksidanti, piemēram, AL un Si).

Zema karbonizācijas tendence: izstrādājiet zema oglekļa magnēzijas oglekļa ķieģeļus (grafīta saturs <8%), aizstājiet grafīta daļu ar nanokarbonu (piemēram, oglekļa melno) vai in situ izraisītā oglekļa struktūra (piemēram, sveķu karbonizācija), lai samazinātu oksidācijas risku.

Vides aizsardzība un bez hroma

Hroma piesārņojuma problēma: tradicionālie magnēzija-hroma ķieģeļi (MgO-Cr₂o₃) ir ierobežoti, pateicoties Cr⁶⁺ kancerogenitātei.

Alternatīvs risinājums: izmantojiet spinel (mgal₂o₄) vai magnija-kalcija (MGO-CAO) materiālus, kas ir gan izdedži, gan videi draudzīgi.

Izveidojamās lietojumprogrammas paplašināšana

Integrālā liešanas tehnoloģija: izmantojiet alumīnija oksīda-magnesiju vai spinel castables, lai aizstātu tradicionālos ķieģeļus, samazinātu kopīgo eroziju un pagarinātu kalpošanas laiku.

Pašizliešanas liešanas veidi: Bez vibrācijas konstrukcija tiek panākta, izmantojot daļiņu lieluma optimizāciju, samazinot darbaspēka izmaksas.

Tipiski kaislības ugunsizturīgu materiālu kļūmes režīmi

Sārņu līnijas erozija: izdedžu iespiešanās izraisa zemas kokapstrādes punktu fāžu (piemēram, Cao-MgO-Sio₂ sistēmas) veidošanos uz magnēzija-oglekļa ķieģeļu virsmas, un struktūra nolaižas.

Termiskā sprieguma izšļūšana: biežas temperatūras izmaiņas izraisa mikroplaisas izplešanos materiāla iekšpusē un galu galā slāņainu izliešanu.

Gaisa ķieģeļu aizsprostojums: Kolētā tērauda ieslēgumi (piemēram, al₂o₃) tiek nogulsnēti gaisa caurumos, kas ietekmē argona pūšanas efektu.

Kreižu ugunsizturīgu materiālu pielietojums:

Tīrs tērauda kausēšana: izmantojiet augstas tīrības pakāpes gaisa ķieģeļus (Al₂o₃> 99%), lai samazinātu piemaisījumu ieviešanu.

Ilgstošas ​​dzīves dizains: optimizējiet izmaksas un dzīvību, izmantojot gradienta struktūru (piemēram, magnija oglekļa ķieģeļi sārņu līnijas zonā un alumīnija-magnesija liešanas latables kaislības sienai).

Saprātīga uzraudzība: izmantojiet infrasarkano termisko attēlu vai akustisko emisijas tehnoloģiju, lai reālā laikā uzraudzītu kausa oderes erozijas stāvokli.

Kļūdu ugunsizturīgie materiāli ir galvenie palīgmateriāli tērauda ražošanas procesā, un to veiktspēja tieši ietekmē izkausētā tērauda, ​​ražošanas drošības un izmaksu kvalitāti. Salīdzinot ar tundīgiem ugunsizturīgiem materiāliem, kausu materiāliem ir jāiztur ilgāks izkausēta tērauda uzturēšanās laiks, sarežģītākas sārņu tērauda reakcijas un lielākas mehāniskās slodzes. Turpmākajos attīstības virzienos ietilpst zema oglekļa satura un videi draudzīgi materiāli, ilgtermiņa dizains un inteliģenta apkopes tehnoloģija. Piemēram, magnija-kalcija materiālu un bez oglekļa liešanas veidošanas pielietošana var ne tikai uzlabot izkārtņu izturību, bet arī atbilst zaļās ražošanas prasībām.