Что такое рефрактерный материал?

Уваженные рефрактерные материалы представляют собой ключевые материалы, используемые в процессе создания стали для защиты облицовочной подкладки и выдерживания эрозии высокотемпературной расплавленной стали и шлака. В качестве основного контейнера для удержания и транспортировки расплавленной стали (от преобразователя / электрической печи до непрерывного литья), рефрактерные материалы ковша должны оставаться стабильными в экстремальных термодинамических и химических условиях, адаптируясь к частому удару воздействия на расплавленную сталь, изменения температуры и насильственные реакции на границе раздела в Слаб-Стил. Ниже приведены ключевые компоненты, требования к производительности и технические задачи для ковша рефрактерных материалов:

Что такое рефрактерные материалы ковша?

Уваженные рефрактерные материалы в основном состоят из ковша подкладки и укушечных функциональных продуктов. Его внутренние рефрактерные материалы должны выдерживать экстремальные условия, такие как промывание, химическая эрозия и тепловой удар высокотемпературной расплавленной стали.

Облачная подкладка обычно делится на следующие детали в соответствии с различными областями, контактирующими с расплавленной сталью и функциональными требованиями:

Постоянный слой (безопасный слой):

Материал: Легкие изоляционные кирпичи или низкие теплопроводности (такие как глина).

Функция: теплоизоляция, снижение температуры ковша оболочки и уменьшение потери тепла.

Рабочий слой (прямой контакт с расплавленной сталью и шлаком):

Область линии шлака:

Материал: Magnesia углеродный кирпич (MGO-C, содержащий 10% ~ 20% графит).

Особенности: Высокая устойчивость к эрозии шлака (особенно против щелочного шлака), графит обеспечивает сопротивление тепловой амортизации и смазочной способности.

Область стены:

Материал: алюминиевый магний углеродной кирпич (al₂o₃-mgo-c) или высокий алюминиевый отдел (Al₂o₃≥80%).
Особенности: баланс устойчивости к эрозии и стоимости расплавленной стали, подходящие для областей, не являющихся линии, не содержит.

Нижняя область:

Материал: высокий алюминиевый кирпичный кирпич или корундум, валяемый (al₂o₃≥90%).
Особенности: Высокая механическая прочность, сопротивление статическому давлению расплавленной стали и износом удара.

Функциональные компоненты:

Рефрактерные раздвижные ворота:

Материал: алюминиевый цирконий углеродный композит (al₂o₃-zro₂-c) или углерод магния (MGO-C).

Функция: точно контролируйте поток расплавленной стали и необходимо противостоять эрозии высокой температуры и теплового шока.

Продувка: заглушка:

Материал: Corundum-Spinel (al₂o₃-mgal₂o₄) или магний (MGO).

Функция: перемешайте расплавленную сталь, продувая аргон / азот, равномерная температура и состав, требуется высокая проницаемость и анти-эффективность.

Хорошо блок:

Материал: высокий алюминий или углерод с магнием.

Функция: Исправьте затвор и выдерживайте механическое воздействие потока расплавленной стали.

Требования к производительности ковша рефрактерные материалы

• Устойчивость к эрозии шлака: область линии шлака ковша необходимо противостоять химической эрозии шлака с высокой базичностью (CAO / sio₂> 2).
• Сопротивление теплового шока: температура сильно колеблется во время оборота ковша (например, охлаждение пустого ковша от 1600 ° C до комнатной температуры), и материал должен избежать растрескивания.
• Высокая температура: выдерживает статическое давление расплавленной стали (например, нижнее давление 200-тонного ковша достигает ~ 0,3 МПа) и механического шока.
• Низкое загрязнение: избегайте примесей в рефрактерных материалах (таких как SIO₂) от реагирования с расплавленной сталью и воздействия на чистоту стали.

Эволюция и проблемы материальной технологии

Оптимизация углеродных кирпичей магнезии

Традиционные углеродные кирпичи магнезии: полагайтесь на графит для повышения устойчивости к тепловым ударам, но графит легко окисляется (необходимо добавить антиоксиданты, такие как AL и SI).

Низкая тенденция карбонизации. Разработайте углеродные кирпичи с низким содержанием углерода (содержание графита <8%), замените часть графита на наноуглерода (например, углеродный черный) или структуру углерода, генерируемой на месте (такая как карбонизация смолы), чтобы снизить риск окисления.

Защита окружающей среды и без хрома

Проблема загрязнения хрома: традиционные кирпичи магнезииххрома (MGO-CR₂O₃) ограничены из-за канцерогенности CR⁶⁺.

Альтернативный решение: используйте материалы Spinel (Mgal₂O₄) или магний-кальций (MGO-CAO), которые являются как устойчивыми к шлакам, так и экологически чистым.

Расширение применения

Интегральная технология литья: используйте глиноземко-магнезию или отделки Spinel для замены традиционных кирпичных классов, сокращения совместной эрозии и продления срока службы.

Самостоятельные лифы: конструкция без вибрации достигается за счет оптимизации размера частиц, снижая затраты на рабочую силу.

Типичные режимы сбоя ковша рефрактерных материалов

Эрозия линии шлака: проникновение шлака вызывает образование фаз с низкой точки зрения (такие как система CAO-MGO-SIO₂) на поверхности магнезий-углеродных кирпичей, и структура отключается.

Сколоп с тепловым напряжением: частые изменения температуры вызывают расширение микротрещин внутри материала и в конечном итоге слоистого выброса.

Блокировка воздушных кирпичей: включения в расплавленную сталь (например, al₂o₃) наносятся в воздушных отверстиях, что влияет на эффект выдувания аргона.

Применение ковша рефрактерных материалов:

Клистая стальная плавка: используйте воздушные кирпичи с высокой точностью (Al₂o₃> 99%), чтобы уменьшить внедрение примесей.

Проектирование в долгосрочной перспективе: оптимизируйте стоимость и срок службы посредством градиентной структуры (например, углеродные кирпичи магния в области линии шлака и алюминиевые магностии для стены ковша).

Интеллектуальный мониторинг: Используйте инфракрасные тепловые образы или технологию акустического излучения для мониторинга статуса эрозии в облицовочной площадке в режиме реального времени.

Уважаемые рефрактерные материалы являются основными расходными материалами в процессе создания стали, и их производительность напрямую влияет на качество расплавленной стали, безопасность производства и стоимость. По сравнению с рефрактерными материалами тундиша, коренные материалы должны выдерживать более длительное время пребывания в расплавленной стали, более сложные реакции в стиле шлак и более высокие механические нагрузки. Будущие направления разработки включают в себя низкоуглеродистые и экологически чистые материалы, технологии долговременного проектирования и интеллектуальные технологии технического обслуживания. Например, применение магниевых кальциевых материалов и безгалистых отличных продуктов может не только повысить сопротивление шлака, но и удовлетворить требования зеленого производства.