Ognjevzdržni materiali so ključni materiali, ki se uporabljajo v postopku izdelave jekla za zaščito podloge in zdržijo erozijo visokotemperaturnega staljenega jekla in žlindre. Ker je glavni zaboj za držanje in prevoz staljenega jekla (od pretvornika / električne peči do neprekinjenega vlivanja tundish), morajo ognjevzdržni materiali leže ostati stabilni v ekstremnih termodinamičnih in kemičnih razmerah, medtem ko se prilagajajo pogostim stalnim jeklenim udarcem, temperaturne spremembe in nasilne reakcije na vmesniku Slag-Steele. Sledijo ključne komponente, zahteve glede zmogljivosti in tehnični izzivi ognjevzdržnih materialov:
Kaj so ognjevzdržni materiali?
Ognjevzdržni materiali so v glavnem sestavljeni iz obloge in ognjevzdržnih funkcionalnih izdelkov. Njeni notranji ognjevzdržni materiali morajo prenesti ekstremne razmere, kot so čiščenje, kemična erozija in toplotni šok visokotemperaturnega staljenega jekla.
Obloga za kovčke je običajno razdeljena na naslednje dele glede na različna območja, ki so v stiku s staljenim jeklom in funkcionalnimi zahtevami:
Stalna plast (varnostna plast):
Material: lahke izolacijske opeke ali nizke kanable toplotne prevodnosti (na primer glina).
Funkcija: toplotna izolacija, znižanje temperature lupine za kovčke in zmanjšanje izgube toplote.
Delovni sloj (neposreden stik z staljenim jeklom in žlindrom):
Področje žlindre:
Material: Magnesia Carbon Brick (MGO-C, ki vsebuje 10% ~ 20% grafit).
Značilnosti: Visoka odpornost na erozijo žlindre (zlasti proti alkalni žlindri), grafit zagotavlja toplotno odpornost in mazivo toplotne šoke.
Območje stene:
Material: aluminijast magnezijeva ogljikova opeka (Al₂o₃-MGO-C) ali visoka aluminijasta kanacija (al₂o₃≥80%).
Značilnosti: uravnoteži odpornost na erozijo in stroške staljenega jekla, primerna za območja, ki niso zasukana.
Spodnje območje:
MATERIAL: Visoka aluminijasta opeka ali korundum (al₂o₃≥90%).
Značilnosti: Visoka mehanska trdnost, odpornost na staljeni jekleni statični tlak in obraba udarca.
Funkcionalne komponente:
Ognjevzno drsna vrata:
Material: aluminijev cirkonijev ogljikov kompozit (al₂o₃-zro₂-c) ali magnezijev ogljik (MGO-C).
Funkcija: Natančno nadzorujte pretok staljenega jekla in se moramo upirati visoke temperaturne erozije in toplotnega šoka.
Čistilni vtič:
Material: korund-spinel (al₂o₃-mgal₂o₄) ali magnezij (MgO).
Funkcija: Zamešajte staljeno jeklo tako, da pihamo argon / dušik, enakomerna temperatura in sestava, potrebna so visoka prepustnost in protipustnost.
Dobro blok:
Material: visok aluminij ali magnezijev ogljik.
Funkcija: pritrdite vrata in vzdržite mehanski vpliv staljenega jeklenega pretoka.
Zahteve glede zmogljivosti ognjevzdržnih materialov
- Odpornost proti eroziji žlindre: območje žlindre linije se mora upreti kemični eroziji žlindre z visoko bazo (Cao / sio₂> 2).
- TERMALNI BOUK REPERCIJA: Temperatura močno niha med prometom lončkov (na primer hlajenje prazne lestvice od 1600 ° C do sobne temperature), material pa se mora izogniti razpokanju.
- Visoka temperaturna trdnost: zdrži statični tlak staljenega jekla (kot je spodnji tlak 200-tonske kovčke doseže ~ 0,3MPa) in mehanski šok.
- Nizko onesnaževanje: Izogibajte se nečistočja v ognjevzdržnih materialih (na primer sio₂), da reagirajo s staljenim jeklom in vplivajo na čistost jekla.
Evolucija in izzivi materialne tehnologije
Optimizacija ogljikovih opek Magnesia
Tradicionalne magnezijske ogljikove opeke: za izboljšanje toplotnega udarnega odpornosti se zanašajte na grafit, vendar je grafit enostavno oksidiran (dodati je treba antioksidante, kot sta AL in SI).
Trend nizke karbonizacije: razvijte ogljikove ogljikove opeke z nizko ogljikom (vsebnost grafita <8%), del grafita zamenjajte z nanokarbonom (kot je ogljikova črna) ali in-situ, ustvarjena z ogljikom (kot je karbonizacija smole), da zmanjšate tveganje za oksidacijo.
Varstvo okolja in brez kroma
Težava s kromom: tradicionalne magnezijsko-kromske opeke (MGO-Cr₂o₃) so omejene zaradi rakotvornosti Cr⁶⁺.
Nadomestna rešitev: uporabite materiale spinel (mgal₂o₄) ali magnezij-kalcije (MGO-CAO), ki so hkrati odporne in okolju prijazne.

Razširitev aplikacije Castble
Tehnologija integralnega igranja: za nadomeščanje tradicionalne opeke, zmanjšajte skupno erozijo in podaljšajte življenjsko dobo in podaljšajte življenjsko dobo.
Kanable za samoplačnico: konstrukcija brez vibracij dosežemo z optimizacijo velikosti delcev, kar zmanjšuje stroške dela.
Tipični načini odpovedi ognjevzdržnih materialov
Erozija žlindre: penetracija žlindre povzroči nastanek faz z nizko menjalno točko (kot je sistem Cao-MGO-SiO₂) na površini magnezijskih-ogljikovih opek, struktura pa se odtrga.
Spalliranje toplotnega stresa: Pogoste temperaturne spremembe povzročajo širitev mikrokratov znotraj materiala in sčasoma večplastno odstranjevanje.
Zamakanje zračnih opek: Vključki v staljenem jeklu (kot je al₂o₃) so odloženi v zračne luknje, kar vpliva na učinek pihanja argona.
Uporaba ognjevzdržnih materialov:
Čisto taljenje jekla: za zmanjšanje uvedbe nečistoč uporabite zračne opeke z visoko čisto čisto čistostjo (al₂o₃> 99%).
Dolgo življenjsko oblikovanje: Optimizirajte stroške in življenjsko dobo skozi gradientno strukturo (kot so magnezijeve ogljikove opeke na območju žlindre in aluminijev-magnezij za steno za steno).
Inteligentno spremljanje: Uporabite infrardeče toplotne slike ali tehnologijo akustične emisije za spremljanje erozijskega stanja podloge v realnem času.
Ognjevzdržni materiali so osrednji potrošni material v procesu izdelave jekla, njihova zmogljivost pa neposredno vpliva na kakovost staljenega jekla, varnost proizvodnje in stroške. V primerjavi s tundskimi ognjevzdržnimi materiali morajo materiali za kovčke prenesti daljši čas staljenega jekla, bolj zapletene reakcije žlindre in večje mehanske obremenitve. Prihodnje razvojne usmeritve vključujejo nizkoogljične in okolju prijazne materiale, oblikovanje z dolgo življenjsko dobo in inteligentno vzdrževalno tehnologijo. Na primer, uporaba materialov z magnezijevo-kalcijo in kalbov brez ogljika ne more samo izboljšati odpornosti na žlindro, ampak tudi izpolnjevati zahteve zelene proizvodnje.