Wat is bol refractair materiaal?

Schadel vuurvaste materialen zijn belangrijke materialen die in het staalproductieproces worden gebruikt om de pollepel voering te beschermen en bestand te zijn tegen de erosie van gesmolten staal en slak hoge temperatuur. Als de belangrijkste container voor het vasthouden en transporteren van gesmolten staal (van converter / elektrische oven tot continu gieten tundish), moeten de refractaire materialen van de pollepel stabiel blijven onder extreme thermodynamische en chemische omstandigheden, terwijl ze zich aanpassen aan frequent gesmolten staaleffecten, temperatuurveranderingen en gewelddadige reacties op de slag-staalinterface. Hierna volgen de belangrijkste componenten, prestatie -eisen en technische uitdagingen van pollepel refractaire materialen:

Wat zijn bolle refractaire materialen?

Schedel refractaire materialen zijn voornamelijk samengesteld uit pollepel voering en gietlepel refractaire functionele producten. De interne refractaire materialen moeten extreme omstandigheden weerstaan, zoals schuren, chemische erosie en thermische schok van gesmolten staal op hoge temperatuur.

Schoepvoering is meestal verdeeld in de volgende delen volgens verschillende gebieden in contact met gesmolten staal en functionele vereisten:

Permanente laag (veiligheidslaag):

Materiaal: lichtgewicht isolatie -bakstenen of lage thermische geleidbaarheid gietbare castables (zoals klei).

Functie: thermische isolatie, het verminderen van de temperatuur van de polleschaal en het verminderen van warmteverlies.

Werklaag (direct contact met gesmolten staal en slak):

Slaglijngebied:

Materiaal: magnesia koolstofstrik (MGO-C, met 10% ~ 20% grafiet).

Kenmerken: Hoge weerstand tegen slakkenerosie (vooral tegen alkalische slak), grafiet biedt thermische schokweerstand en smeerheid.

Muurgebied:

Materiaal: aluminium magnesiumkoolstofstenen (Al₂o₃-MGO-C) of hoog aluminium gietbaar (Al₂o₃ ≥ 80%).
Kenmerken: Balance-weerstand tegen gesmolten stalen erosie en kosten, geschikt voor niet-SLAG-lijngebieden.

Onderste gebied:

Materiaal: High aluminium baksteen of corundum gietbaar (Al₂o₃ ≥90%).
Kenmerken: hoge mechanische sterkte, weerstand tegen gesmolten stalen statische druk en impactslijtage.

Functionele componenten:

Refractory glijdende poort:

Materiaal: Aluminium zirkoniumkoolstofcomposiet (Al₂o₃-Zro₂-C) of magnesiumkoolstof (MGO-C).

Functie: regelt nauwkeurig de stroom van gesmolten staal en moet weerstand bieden aan erosie en thermische schok op hoge temperatuur.

PURGING plug:

Materiaal: Corundum-Spinel (Al₂o₃-Mgal₂o₄) of magnesium (MGO).

Functie: roer het gesmolten staal door argon / stikstof, uniforme temperatuur en samenstelling, hoge permeabiliteit en anti-permeabiliteit vereist te blazen.

Nou blok:

Materiaal: hoog aluminium of magnesiumkoolstof.

Functie: repareer de poort en bestand tegen de mechanische impact van gesmolten staalstroom.

Prestatievereisten van pollepel vuurvaste materialen

• Slagerosiebestendigheid: het slaglijngebied van de pollepel moet weerstand bieden aan de chemische erosie van slakken met hoge basiciteit (Cao / Sio₂> 2).
• Thermische schokweerstand: de temperatuur fluctueert sterk tijdens de pollepelomzet (zoals het afkoelen van een lege pollepel van 1600 ° C tot kamertemperatuur), en het materiaal moet voorkomen dat barsten.
• Hoge temperatuursterkte: bestand tegen de statische druk van gesmolten staal (zoals de bodemdruk van een pollepel van 200 ton bereikt ~ 0,3 mpa) en mechanische schok.
• Lage vervuiling: vermijd onzuiverheden in refractaire materialen (zoals Sio₂) door te reageren met gesmolten staal en de zuiverheid van staal te beïnvloeden.

Evolutie en uitdagingen van materiële technologie

Optimalisatie van magnesia koolstofstenen

Traditionele magnesia -koolstofstrikjes: vertrouw op grafiet om de weerstand van de thermische schok te verbeteren, maar grafiet wordt gemakkelijk geoxideerd (antioxidanten zoals AL en SI moeten worden toegevoegd).

Lage carbonisatie-trend: ontwikkel koolstofarme magnesia koolstofstenen (grafietgehalte <8%), vervang een deel van het grafiet door nanocarbon (zoals koolstofzwart) of in-situ gegenereerde koolstofstructuur (zoals harscarbonisatie) om het oxidatierisico te verminderen.

Milieubescherming en chroomvrij

Chroomvervuilingsprobleem: traditionele magnesia-chroom bakstenen (MGO-CR₂O₃) zijn beperkt vanwege de carcinogeniteit van CR⁶⁺.

Alternatieve oplossing: gebruik spinel (mgal₂o₄) of magnesium-calcium (mgo-cao) materialen, die zowel slakbestendig als milieuvriendelijk zijn.

Uitbreiding van de castable -toepassing

Integrale castingtechnologie: gebruik aluminiumoxide-magnesie of spinel-gietables om traditioneel metselwerk te vervangen, de gezamenlijke erosie te verminderen en de levensduur te verlengen.

Zelfnivellerende Castables: trillingsvrije constructie wordt bereikt door optimalisatie van deeltjesgrootte, waardoor de arbeidskosten worden verlaagd.

Typische faalmodi van pollepel vuurvaste materialen

Slaglijnerosie: Slagpenetratie veroorzaakt de vorming van fasen met een laag smeltende punt (zoals Cao-MGO-Sio₂-systeem) op het oppervlak van magnesia-koolstofstenen en de structuur pelt af.

Thermische stressafstand: frequente temperatuurveranderingen veroorzaken de expansie van microscheuren in het materiaal en uiteindelijk de gelaagde afstoting.

Blokkering van luchtstenen: insluitsels in gesmolten staal (zoals Al₂o₃) worden afgezet in de luchtgaten, wat het argonblaaseffect beïnvloedt.

Toepassing van pollepel refractaire materialen:

Schone stalen smelten: gebruik hoog-zuivere corundum luchtstenen (al₂o₃> 99%) om de introductie van onzuiverheden te verminderen.

Long-life ontwerp: optimaliseer de kosten en het leven door middel van gradiëntstructuur (zoals magnesiumkoolstofstenen in het slaglijngebied en aluminium-magnesium castables voor de pollepelwand).

Intelligente monitoring: gebruik infrarood thermische imagers of akoestische emissietechnologie om de erosiestatus van de pollepel voering in realtime te controleren.

Schadel refractaire materialen zijn de kernverbruiksartikelen in het staalproductieproces en hun prestaties hebben direct invloed op de kwaliteit van gesmolten staal, productieveiligheid en kosten. Vergeleken met tundish refractaire materialen moeten geleidematerialen bestand zijn tegen een langere verblijftijd van gesmolten staal, meer complexe slak-staalreacties en hogere mechanische belastingen. Toekomstige ontwikkelingsrichtingen omvatten koolstofarme en milieuvriendelijke materialen, langwaardige ontwerp- en intelligente onderhoudstechnologie. De toepassing van magnesium-calciummaterialen en koolstofvrije gietables kan bijvoorbeeld niet alleen de slakweerstand verbeteren, maar ook voldoen aan de vereisten van groene productie.