Hva er en ildfast dyse?

Navnet på den ildfaste dysen kommer fra dens funksjon - ordet "dys" beskriver levende sin rolle som en smeltekanal, mens "ildfast" fremhever holdbarheten i miljøer med høy temperatur. I henhold til den spesifikke bruken, kan ildfaste dyser deles inn i mange typer, for eksempel øvre dyser, nedre dyser, samlerdyser, nedsenkede inngangsdyser (SEN), etc. Hver type har forskjeller i struktur og materialer for å oppfylle forskjellige prosessbehov.

Hva er en ildfast dyse?

Ibractory dyse er et ildfast materialprodukt som brukes til høye temperatur smeltet metall (for eksempel smeltet stål, smeltet jern) eller ikke-metallisk smeltestrømningskontroll, vanligvis installert i utløpet eller glidende dysesystem med metallurgisk utstyr (som øse, omformer, tundisk).

Det sikrer stabiliteten og sikkerheten til smelte- og støpeprosessen ved å kontrollere strømningshastigheten, strømningshastigheten og strømningsretningen nøyaktig. Forfraktede dyser trenger ikke bare å tåle ekstreme høye temperaturer (vanligvis over 1500 ° C), men må også motstå kjemisk erosjon, mekanisk skuring og termisk støtskade fra smelte og slagg.

Sammensetning og materialer av ildfaste dyser

Ytelsen til ildfaste dyser avhenger direkte av deres materialvalg og strukturell design. Følgende er hovedkomponenter og materielle egenskaper:

1. Hovedmaterialer

Aluminiumkarbon (AL₂O₃-C): Aluminiumoksyd med høy renhet (AL₂O₃) brukes som hovedkomponent, og karbonmaterialer (for eksempel grafitt) tilsettes for å forbedre termisk sjokkmotstand og erosjonsmotstand. Karbondyser i aluminium brukes mye i øser og tundishes, og er egnet for støpe vanlig karbonstål.
Aluminiums zirkoniumkarbon (Al₂o₃-Zro₂-C): zirkoniumoksyd (ZRO₂) tilsettes aluminiumkarbon for å forbedre motstanden mot høytemperatur erosjon og termisk sjokk, og er egnet for høyt manganstål eller andre spesielle stålgrad.
Høyt aluminiumoksyd: Med høy-aluminiumoksydbauxitt som hoved råstoff, er det egnet for anledninger med lite krav eller vanlig karbonstål, og har en lav pris.
Magnesium-karbon (MGO-C): Med magnesiumoksyd (MGO) som matrise, tilsettes karbonmaterialer, egnet for slaggrad med høy alkalinitet eller spesielle stålkarakterer.
Fused Quartz: Brukes til å støpe litt stål med lite karbon eller ikke-jernholdige legeringer, og har god termisk sjokkmotstand, men svak erosjonsmotstand.
Sammensatte materialer: for eksempel sammensatte dyser med zirkoniumoksydkjerne og ytre lag med høyt aluminium, og kombinerer fordelene med forskjellige materialer for å optimalisere ytelsen.

2. Strukturell design

Ildfaste dyserer vanligvis sylindriske eller koniske, med presise strømningskanaler inni (blenderåpning er vanligvis 10-100 mm) for å kontrollere smeltestrømningshastigheten. Noen dyser (for eksempel fordypningsdyser) er designet med spesielle former, for eksempel sidehull eller elliptiske utsalgssteder, for å optimalisere strømningsfeltfordelingen av smeltet stål i krystallisatoren. Det ytre laget kan være dekket med en metallhylse (for eksempel en jernhylse) for å forbedre mekanisk styrke og forhindre at termisk sjokk sprekker.

3. Funksjonelle tilsetningsstoffer

For å forbedre ytelsen blir følgende tilsetningsstoffer ofte lagt til ildfaste dyser:

Antioksidanter: som silisium (Si) og aluminium (Al) pulver, for å forhindre at karbonmaterialer oksideres ved høye temperaturer.

Stabilisatorer: som oksider som kalsium (CaO) og magnesium (MGO), for å forbedre termisk sjokkmotstand og erosjonsmotstand.

Bindere: som harpikser og asfalt, for å forbedre støpestyrken og høye temperaturstabilitet.

Funksjoner av ildfaste dyser

Ildfast dyser utfører flere nøkkelfunksjoner i metallurgiske prosesser med høy temperatur:

1. Flytkontroll

Forfraktede dyser kontroller nettopp strømningshastigheten og strømmen av smelten gjennom størrelsen og formen på deres interne strømningskanaler. For eksempel, i den kontinuerlige støpeprosessen, samarbeider den nedsenkede dysen med glidedysesystemet for å justere hastigheten som det smeltede stålet kommer inn i krystallisatoren for å unngå feil forårsaket av for raskt eller for tregt.

2. Beskytt smelten

Den nedsenkede dysen går dypt inn i krystallisatoren for å forhindre at det smeltede stålet blir utsatt for luften, reduserer oksidasjon og inkluderingsdannelse og forbedrer kvaliteten på billeten. I tillegg kan den glatte utformingen av den indre veggen til dysen redusere turbulensen i smeltestrømmen og redusere risikoen for inkludering av slagg.

3. Høy temperatur og erosjonsmotstand

Deildfast dyseMå motstå virkningen av smeltet stål eller slagg ved 1500-1700 ° C. Materialets høye ildfasthet og erosjonsmotstand sikrer at det forblir stabilt under flere støpegods og forlenger levetiden.

4. Termisk sjokkstabilitet

Når øsen byttes ut eller støpingen startes og stoppes, vil dysen oppleve en skarp temperaturendring. Avlyst dyser av høy kvalitet reduserer risikoen for termisk sjokksprekker ved å optimalisere materialformulering og strukturell design.

5. Forhindre tilstopping

For stål med høyt aluminium eller kalsiumholdig stål kan aluminiumoksydinneslutninger genereres i det smeltede stålet, noe som forårsaker tilstopping av dysen. Forfraktede dyser bruker ofte anti-tilkledningsmaterialer (for eksempel komposittmaterialer som inneholder CAO) for å forhindre tilstopping ved å generere stoffer med lite smeltepunkt (for eksempel CAO · al₂o₃).

Søknadsfelt av ildfaste dyser

Forfraktede dyser er mye brukt i følgende felt:

1. Jern- og stålmetallurgi

Ødel: De øvre og nedre dysene brukes i bunnen av øsen, og samarbeider med glidedysesystemet for å kontrollere strømmen av smeltet stål til tundishen.
Tundish: Innsamlingsdysen og den nedsenkede dysen brukes til å overføre smeltet stål fra tundishen til krystallisatoren for å optimalisere den kontinuerlige støpeprosessen.
Omformer og elektrisk ovn: ildfaste dyser brukes til ståluttaket for å motstå erosjonen av høye temperaturer smeltet jern og slagg.

2.

Ved smelte av ikke-jernholdige metaller som aluminium, kobber og magnesium, brukes ildfaste dyser til smelteoverføring og støping, for eksempel guidedyser i støping av aluminiumslegering.

3. Glass og keramisk industri

Forfraktede dyser brukes til strømningskontroll av glass med høy temperatur eller keramiske smelter, og må ha ekstremt høy korrosjonsmotstand og dimensjonell stabilitet.

4. andre industrier med høy temperatur

Slik som søppelforbrenning, kjemiske reaktorer med høy temperatur, etc., brukes ildfaste dyser til å kontrollere utslipp eller overføring av høye temperaturvæsker.

Produksjonsprosess med ildfaste dyser

Produksjonen av ildfaste dyser involverer mange komplekse prosesser for å sikre at ytelsen deres oppfyller industrielle standarder:

1. Valg av råstoffer og ingredienser
Velg aluminiumoksyd, zirkoniumoksyd, grafitt og andre råvarer, og kontroller strengt urenhetsinnholdet. Tilsett antioksidanter, permer osv. I henhold til formelforholdet og bland jevnt.

2. støping
Bruk isostatisk pressing eller høytrykksstøpingsteknologi for å sikre at dysestrukturen er tett og strømningskanalen er presis. Noen dyser (for eksempel fordypningsdyser) må dannes til komplekse former av presisjonsformer.

3. sintring
Sintring ved høy temperatur (1400-1800 ° C) i en oksygenfri eller beskyttende atmosfære (som nitrogen) forbedrer materialstyrken og termisk støtmotstand. Noen produkter bruker sekundær sintring eller varmebehandling for å optimalisere ytelsen ytterligere.

4. Overflatebehandling
Polish strømningskanalen eller påfør et anti-heftingslag (for eksempel Zro₂-belegg) for å forbedre korrosjonsresistens og fluiditet. Det ytre laget kan være dekket med en metallhylse eller antioksidasjonsbehandling.

5. Kvalitetsinspeksjon
Porøsiteten, sprekkene og dimensjonsnøyaktigheten til dysen kontrolleres ved ikke-destruktive testmetoder som røntgenstråler og ultralyd. Den ildfaste ytelsen og erosjonsmotstanden blir bekreftet av laboratoriesimuleringstester.

Fordeler med ildfaste dyser

Den brede anvendelsen av ildfaste dyser i høye temperaturindustrier stammer fra følgende fordeler:

Høy holdbarhet: Materialer og prosesser av høy kvalitet sikrer at dysene kan brukes i lang tid i ekstreme miljøer, og enkeltlivet kan nå flere timer til flere dager.
Presis kontroll: Nøyaktigheten av strømningskanalens design sikrer stabiliteten til smeltestrømmen og forbedrer produktkvaliteten.
Erosjonsmotstand: Den har sterk motstand mot kjemisk erosjon og mekanisk erosjon av smeltet stål og slagg, noe som reduserer vedlikeholdskostnadene.
Termisk sjokkstabilitet: Den optimaliserte materialformelen reduserer risikoen for termisk sjokksprekker og tilpasser seg prosesskravene til hyppig start-stop.
Diversifisert design: Dyser av forskjellige typer og spesifikasjoner oppfyller forskjellige prosessbehov og har et bredt spekter av applikasjonsscenarier.

Som kjernekomponent i høye temperaturindustrien integrerer ildfast dyse flere funksjoner som høy temperaturmotstand, korrosjonsmotstand og strømningskontroll. Det er en uunnværlig "bak kulissene helten" i jern- og stålmetallurgi, ikke-jernholdig metallsmelting og andre bransjer.