Čo je refraktérna dýza?

Názov žiaruvzdornej dýzy pochádza z jej funkcie - slovo „dýza“ živo popisuje svoju úlohu ako taveninový kanál, zatiaľ čo „žiaruvzdorná“ zdôrazňuje jej trvanlivosť vo vysokoteplotných prostrediach. Podľa jeho špecifického použitia možno žiaruvzdorné dýzy rozdeliť na mnoho typov, ako sú horné dýzy, dolné dýzy, zberateľské dýzy, ponorené vstupné dýzy (SEN) atď. Každý typ má rozdiely v štruktúre a materiáloch na splnenie rôznych požiadaviek na proces.

Čo je refraktérna dýza?

Refraktérna dýza je produkt refraktérneho materiálu používaný pre vysokoteplotný roztavený kov (ako je roztavená oceľ, roztavené železo) alebo regulácia prietoku nekovovej taveniny, zvyčajne nainštalovaného v výstupnom alebo posuvnom dýzovom systéme metalurgického zariadenia (ako je navíjačka, konvertor, pittle).

Zaisťuje stabilitu a bezpečnosť procesu tavenia a odlievania presným reguláciou prietoku, prietoku a smeru prietoku taveniny. Refraktérne dýzy potrebujú nielen vydržať extrémne vysoké teploty (zvyčajne nad 1500 ° C), ale musia tiež odolať chemickej erózii, mechanickému čisteniu a poškodeniu tepelného nárazu z taveniny a trosky.

Zloženie a materiály refraktérnych dýz

Výkon refraktérnych dýz závisí priamo od ich výberu materiálu a konštrukčného dizajnu. Nasledujú jeho hlavné komponenty a materiálové charakteristiky:

1. Hlavné materiály

Hliníkový uhlík (Al₂o₃-C): Hliník s vysokou čistotou (al₂o₃) sa používa ako hlavná zložka a uhlíkové materiály (ako napríklad grafit) sa pridávajú na zvýšenie odporu tepelného šoku a odolnosti proti erózii. Hliníkové uhlíkové dýzy sa široko používajú v panviciach a na sklade a sú vhodné na odlievanie bežnej uhlíkovej ocele.
Hliníkový zirkónový uhlík (al₂o₃-zro₂-C): Oxid zirkónia (ZRO₂) sa pridáva do uhlíka hliníka, aby sa zlepšil odolnosť proti erózii vysokej teploty a tepelným šoku a je vhodný pre vysokú oceľovú oceľ alebo iné špeciálne oceľové stupne.
Vysoká hlinitá: s bauxitom s vysokou hlinkou ako hlavnou surovinou je vhodná pre príležitosti s nízkym požadovaním alebo bežné odlievanie uhlíkovej ocele a má nízke náklady.
Horčík-uhlíka (MGO-C): S oxidom horečnatým (MGO) ako matrica sa pridávajú uhlíkové materiály, vhodné pre prostredie s vysokou alkalickou troskou alebo špeciálne oceľové stupne.
Fúzovaný kremeň: Používa sa na odlievanie niektorých nízko uhlíkových oceľových alebo neželezných zliatin, má dobrý odporový odpor, ale slabý odpor erózie.
Kompozitné materiály: napríklad kompozitné dýzy s jadrom oxidu zirkónom a vonkajšou vrstvou s vysokou hliníkmi, ktoré kombinujú výhody rôznych materiálov na optimalizáciu výkonu.

2. Štrukturálny dizajn

Refraktérne dýzysú zvyčajne valcové alebo kužeľové, s presnými prietokovými kanálmi vo vnútri (clona je zvyčajne 10-100 mm) na reguláciu prietoku taveniny. Niektoré dýzy (ako napríklad ponorné dýzy) sú navrhnuté so špeciálnymi tvarmi, ako sú bočné otvory alebo eliptické zásuvky, na optimalizáciu distribúcie roztavenej ocele v prietokovom poli v kryštalizátore. Vonkajšia vrstva môže byť pokrytá kovovým rukávom (ako je železná rukáv), aby sa zvýšila mechanická pevnosť a zabránila praskaniu tepelného šoku.

3. Funkčné prísady

Na zlepšenie výkonu sa do refraktérnych dýz často pridávajú nasledujúce prísady:

Antioxidanty: ako sú prášky kremíka (SI) a hliník (AL), aby sa zabránilo oxidácii uhlíkových materiálov pri vysokých teplotách.

Stabilizátory: ako sú oxidy, ako je vápnik (CAO) a horčík (MGO), na zvýšenie odolnosti proti tepelnému šoku a odolnosti proti erózii.

Spojcovia: ako sú živice a asfalt, aby sa zlepšila pevnosť lišty a stabilita vysokej teploty.

Funkcie refraktérnych dýz

Refraktérne dýzy vykonávajú viac kľúčových funkcií vo vysokoteplotných metalurgických procesoch:

1. Kontrola toku

Refraktérne dýzy presne riadia prietok a prietok taveniny veľkosťou a tvarom ich vnútorných prietokových kanálov. Napríklad v procese kontinuálneho odlievania ponorená dýza spolupracuje so systémom posuvnej dýzy, aby upravila rýchlosť, pri ktorej roztavená oceľ vstupuje do kryštalizátora, aby sa predišlo defektom spôsobeným príliš rýchlym alebo príliš pomalým.

2. Chráňte taveninu

Ponotná dýza ide hlboko do kryštalizátora, aby sa zabránilo vystaveniu roztavenej ocele, znížilo oxidáciu a tvorbu inklúzie a zlepšilo kvalitu sochoru. Okrem toho plynulý dizajn vnútornej steny dýzy môže znížiť turbulencie toku taveniny a znížiť riziko začlenenia trosky.

3. Vysoká teplota a odolnosť proti erózii

Tenrefraktérna dýzaJe potrebné vydržať vplyv roztavenej ocele alebo trosky pri 1500-1700 ° C. Vysoká refraktorita a odolnosť materiálu erózia zaisťuje, že zostane stabilný počas viacerých odliatkov a predlžuje jej životnosť.

4. Stabilita tepelného šoku

Keď je panva vymenená alebo sa odlievanie spustí a zastaví, tryska zažije prudkú zmenu teploty. Kvalitné žiaruvzdorné dýzy znižujú riziko praskania tepelného šoku optimalizáciou formulácie materiálu a štrukturálneho návrhu.

5. Zabráňte upchatiu

Pre oceľ s vysokou hliníkou alebo oceľ obsahujúcu vápnik sa inklúzie hliníka môžu generovať v roztavenej oceli, čo spôsobuje upchávanie trysky. Refraktérne dýzy často používajú anti-adhézne materiály (ako napríklad kompozitné materiály obsahujúce CAO) na zabránenie upchávania tým, že generujú s nízkym počtom bodov tela (napríklad Cao · al₂o₃).

Aplikačné polia refraktérnych dýz

Refrakté dýzy sa široko používajú v nasledujúcich poliach:

1. Metalurgia železa a ocele

Ladle: Horné a dolné dýzy sa používajú na spodnej časti panvy a spolupracujú so systémom posuvnej dýzy na reguláciu toku roztavenej ocele do tichanej.
Tundish: Zberná dýza a ponorená dýza sa používajú na prenos roztavenej ocele z teundského do kryštalizátora, aby sa optimalizoval proces kontinuálneho odlievania.
Prevodník a elektrická pec: Refraktérne dýzy sa používajú na oceľový výtok na vydanie erózie vysokoteplotného roztaveného železa a trosky.

2. Neostrné tavenie kovov

Pri tavení neželezných kovov, ako je hliník, meď a horčík, sa na prenos taveniny a odlievanie používajú refraktérne dýzy, ako sú vodiace dýzy v odlievaní zliatiny hliníkovej zliatiny.

3. Sklenený a keramický priemysel

Refraktérne dýzy sa používajú na reguláciu prietoku vysokoteplotných sklenených alebo keramických tavenín a musia mať extrémne vysoký odpor korózie a rozmerovú stabilitu.

4. Ostatné odvetvia s vysokou teplotou

Ako sú spaľovače odpadu, chemické vysokoteplotné reaktory atď., Na reguláciu výboja alebo prenosu vysokoteplotných tekutín sa používajú refraktérne dýzy.

Výrobný proces refraktérnych dýz

Výroba refraktérnych dýz zahŕňa mnoho zložitých procesov, aby sa zabezpečilo, že ich výkon spĺňa priemyselné normy:

1. Výber surovín a ingrediencie
Vyberte vysokokvalitný hliník, oxid zirkónia, grafity a iné suroviny a prísne kontrolujte obsah nečistôt. Pridajte antioxidanty, spojivá atď. Podľa pomeru vzorca a rovnomerne premiešajte.

2. Formovanie
Používajte izostatické lisovanie alebo vysokotlakovú technológiu formovania, aby ste zaistili, že štruktúra dýzy je hustá a prietokový kanál je presný. Niektoré dýzy (napríklad ponorné dýzy) sa musia formovať do komplexných tvarov presnými formami.

3. Sinkovanie
Spekanie pri vysokej teplote (1400-1800 ° C) v atmosfére bez kyslíka alebo ochrannej atmosféry (ako je dusík) zvyšuje pevnosť materiálu a odolnosť proti tepelnému šoku. Niektoré výrobky používajú sekundárne spekanie alebo tepelné spracovanie na ďalšiu optimalizáciu výkonu.

4. Povrchové ošetrenie
Vyleštejte prietokový kanál alebo naneste anti-adhéznu vrstvu (napríklad povlak zro₂) na zlepšenie odolnosti a plynulosti korózie. Vonkajšia vrstva môže byť pokrytá kovovým rukávom alebo antioxidačným ošetrením.

5. Kontrola kvality
Pórovitosť, praskliny a rozmerová presnosť dýzy sa kontroluje nedeštruktívnymi metódami testovania, ako sú röntgenové lúče a ultrazvuk. Refraktérny výkon a rezistencia na eróziu sa overuje laboratórnymi simulačnými testami.

Výhody žiaruvzdorných dýz

Široká aplikácia refraktérnych dýz vo vysokoteplotných priemyselných odvetviach pramení z jeho nasledujúcich výhod:

Vysoká trvanlivosť: Vysokokvalitné materiály a procesy zabezpečujú, že dýzy sa dajú dlho používať v extrémnych prostrediach a jediný život môže dosiahnuť niekoľko hodín až niekoľko dní.
Presné riadenie: Presnosť návrhu prietokového kanála zaisťuje stabilitu toku taveniny a zlepšuje kvalitu produktu.
Odolnosť proti erózii: Má silnú odolnosť voči chemickej erózii a mechanickej erózii roztavenej ocele a trosky, čím sa znižuje náklady na údržbu.
Stabilita tepelného nárazu: Optimalizovaný vzorový vzorec znižuje riziko praskania tepelného šoku a prispôsobuje sa procesným požiadavkám častej začiatku.
Diverzifikovaný dizajn: Drány rôznych typov a špecifikácií spĺňajú rôzne požiadavky na procesy a majú širokú škálu aplikačných scenárov.

Ako základná súčasť vysokoteplotného priemyslu refraktérna dýza integruje viacero funkcií, ako je vysoký odpor odporu, odpor korózie a regulácia toku. Je to nevyhnutný „hrdina zákulisia“ v železnej a oceľovej metalurgii, neželezných tavených kovoch a ďalších priemyselných odvetviach.