Ce este Materialul Refractor cu Ladle?

Materialele refractare cu talpă sunt materiale cheie utilizate în procesul de fabricare a oțelului pentru a proteja mucoasa și a rezista la eroziunea oțelului topit și zgură topită la temperatură ridicată. Ca principalul recipient pentru deținerea și transportul oțelului topit (de la convertor / cuptor electric până la tundish de turnare continuă), materialele refractare ale cățelului trebuie să rămână stabile în condiții termodinamice și chimice extreme, în timp ce se adaptează la impactul oțelului topit frecvent, schimbările de temperatură și reacțiile violente la interfața de sustragere. Următoarele sunt componentele cheie, cerințele de performanță și provocările tehnice ale materialelor refractare ladle:

Ce sunt materialele refractare cu tavă?

Materialele refractare cu talpă sunt compuse în principal din căptușeala și produse funcționale refractare cu ladle. Materialele sale refractare interne trebuie să reziste la condiții extreme, cum ar fi scurgerea, eroziunea chimică și șocul termic al oțelului topit la temperatură ridicată.

Căptușeala cu tavă este de obicei împărțită în următoarele părți în funcție de diferite zone în contact cu oțelul topit și cerințele funcționale:

Strat permanent (strat de siguranță):

Material: cărămizi de izolare ușoară sau deșeuri de conductivitate termică scăzută (cum ar fi argilă).

Funcție: izolație termică, reducând temperatura cochiliei și reducând pierderea de căldură.

Strat de lucru (contact direct cu oțel topit și zgură):

Zona liniei de zgură:

Material: cărămidă de carbon Magnesia (MGO-C, care conține 10% ~ 20% grafit).

Caracteristici: Rezistență ridicată la eroziunea zgurii (în special împotriva zgurii alcaline), grafitul oferă rezistență la șoc termic și lubrifiere.

Zona de perete:

Material: cărămidă de carbon de magneziu din aluminiu (Al₂o₃-MgO-C) sau turneu ridicat de aluminiu (Al₂o₃≥80%).
Caracteristici: echilibrează rezistența la eroziunea și costurile din oțel topit, adecvate pentru zonele de linie non-slag.

Zona de jos:

Material: cărămidă ridicată din aluminiu sau coundum (al₂o₃≥90%).
Caracteristici: rezistență mecanică ridicată, rezistență la presiunea statică din oțel topit și uzura impactului.

Componente funcționale:

Poartă glisantă refractară:

Material: compozit de carbon de zirconiu din aluminiu (Al₂o₃-Zro₂-C) sau carbon de magneziu (MGO-C).

Funcție: Controlați cu exactitate debitul de oțel topit și trebuie să reziste la eroziunea la temperatură ridicată și șoc termic.

Plug de curățare:

Material: Corundum-Spinel (Al₂o₃-Mgal₂o₄) sau magneziu (MGO).

Funcție: Amestecați oțelul topit prin suflarea argonului / azot, temperatură și compoziție uniformă, permeabilitate ridicată și anti-permeabilitate.

Bine bloc:

Material: din aluminiu ridicat sau carbon de magneziu.

Funcție: Fixați poarta și rezistă la impactul mecanic al fluxului de oțel topit.

Cerințe de performanță ale materialelor refractare ladle

• Rezistența la eroziune a zgurii: zona liniei de zgură a căminului trebuie să reziste la eroziunea chimică a zgurii de înaltă capacitate (Cao / sio₂> 2).
• Rezistența la șocuri termice: temperatura fluctuează foarte mult în timpul cifrei de afaceri (cum ar fi răcirea unei scări goale de la 1600 ° C la temperatura camerei), iar materialul trebuie să evite fisurarea.
• Rezistență la temperatură ridicată: rezistă la presiunea statică a oțelului topit (cum ar fi presiunea inferioară a unei călțe de 200 de tone atinge ~ 0,3MPa) și șoc mecanic.
• Poluție scăzută: evitați să reacționeze impuritățile din materialele refractare (cum ar fi sio₂) să reacționeze cu oțel topit și să afecteze puritatea oțelului.

Evoluția și provocările tehnologiei materiale

Optimizarea cărămizilor de carbon Magnesia

Cărămizi tradiționale de carbon cu magnezie: se bazează pe grafit pentru a îmbunătăți rezistența la șoc termic, dar grafitul este ușor oxidat (trebuie adăugați antioxidanți precum AL și Si).

Tendință scăzută de carbonizare: Dezvoltați cărămizi de carbon cu magneză cu conținut scăzut de carbon (conținut de grafit <8%), înlocuiți o parte a grafitului cu nanocarbon (cum ar fi negru de carbon) sau structura de carbon generată in situ (cum ar fi carbonizarea din rășină) pentru a reduce riscul de oxidare.

Protecția mediului și fără crom

Problema poluării cromului: cărămizile tradiționale de magnezie-crom (MGO-CR₂O₃) sunt restricționate din cauza carcinogenității CR⁶⁺.

Soluție alternativă: Utilizați materiale Spinel (MGAL₂O₄) sau magneziu-calciu (MgO-CAO), care sunt atât rezistente la zgură, cât și ecologică.

Extinderea aplicației de bază

Tehnologie integrală de turnare: Utilizați alumina-magnesia sau coșuri de spinel pentru a înlocui lucrările tradiționale de cărămidă, reduceți eroziunea articulară și prelungi durata de viață.

Cazinourile auto-nivelate: construcția fără vibrații se realizează prin optimizarea mărimii particulelor, reducând costurile forței de muncă.

Moduri tipice de eșec ale materialelor refractare

Eroziunea liniei de zgură: Penetrarea zgurii determină formarea de faze cu punct de topire scăzută (cum ar fi sistemul Cao-MgO-Sio₂) pe suprafața cărămizilor cu magnezie-carbon, iar structura se desprind.

Stresul termic strat: modificările frecvente ale temperaturii determină expansiunea microcrack -urilor în interiorul materialului și, în cele din urmă, vărsarea stratificată.

Blocarea cărămizilor aeriene: incluziunile din oțel topit (cum ar fi Al₂o₃) sunt depuse în găurile de aer, care afectează efectul de suflare a argonului.

Aplicarea materialelor refractare cu tavă:

Topire curată din oțel: Utilizați cărămizi de aer Corundum de înaltă puritate (Al₂o₃> 99%) pentru a reduce introducerea impurităților.

Proiectarea vieții lungi: optimizați costurile și viața prin structura gradientului (cum ar fi cărămizile de carbon de magneziu în zona liniei de zgură și coșurile de aluminiu-magneziu pentru peretele de cățel).

Monitorizare inteligentă: Utilizați imagini termice cu infraroșu sau tehnologie de emisie acustică pentru a monitoriza starea de eroziune a căptușelii în timp real.

Materialele refractare ladle sunt consumabilele de bază în procesul de realizare a oțelului, iar performanța lor afectează în mod direct calitatea oțelului topit, siguranța producției și costurile. În comparație cu materialele refractare cu tundish, materialele cu talpă trebuie să reziste la timp de rezidență din oțel topit mai lung, reacții mai complexe din oțel de zgură și sarcini mecanice mai mari. Direcțiile viitoare de dezvoltare includ materiale cu conținut redus de carbon și ecologic, proiectare de lungă durată și tehnologie de întreținere inteligentă. De exemplu, aplicarea materialelor de magneziu-calciu și a pieselor de natură fără carbon nu poate doar să îmbunătățească rezistența zgurii, ci și să îndeplinească cerințele producției ecologice.