వక్రీభవన నాజిల్ అంటే ఏమిటి?

వక్రీభవన నాజిల్ పేరు దాని పనితీరు నుండి వస్తుంది - "నాజిల్" అనే పదం దాని పాత్రను కరిగే ఛానెల్‌గా స్పష్టంగా వివరిస్తుంది, అయితే "వక్రీభవన" అధిక ఉష్ణోగ్రత వాతావరణంలో దాని మన్నికను హైలైట్ చేస్తుంది. దాని నిర్దిష్ట ఉపయోగం ప్రకారం, వక్రీభవన నాజిల్లను ఎగువ నాజిల్స్, దిగువ నాజిల్స్, కలెక్టర్ నాజిల్స్, మునిగిపోయిన ఎంట్రీ నాజిల్స్ (సేన్) వంటి అనేక రకాలుగా విభజించవచ్చు. ప్రతి రకానికి వేర్వేరు ప్రక్రియ అవసరాలను తీర్చడానికి నిర్మాణం మరియు పదార్థాలలో తేడాలు ఉన్నాయి.

వక్రీభవన నాజిల్ అంటే ఏమిటి?

వక్రీభవన నాజిల్ అనేది అధిక-ఉష్ణోగ్రత కరిగిన లోహం (కరిగిన ఉక్కు, కరిగిన ఇనుము వంటివి) లేదా లోహేతర కరిగే ప్రవాహ నియంత్రణ కోసం ఉపయోగించే వక్రీభవన పదార్థ ఉత్పత్తి, సాధారణంగా అవుట్‌లెట్‌లో ఇన్‌స్టాల్ చేయబడుతుంది లేదా మెటలర్జికల్ పరికరాల స్లైడింగ్ నాజిల్ సిస్టమ్‌లో (లాడిల్, కన్వర్టర్, టండష్ వంటివి).

ఇది కరిగే ప్రవాహం రేటు, ప్రవాహం రేటు మరియు ప్రవాహ దిశను ఖచ్చితంగా నియంత్రించడం ద్వారా స్మెల్టింగ్ మరియు కాస్టింగ్ ప్రక్రియ యొక్క స్థిరత్వం మరియు భద్రతను నిర్ధారిస్తుంది. వక్రీభవన నాజిల్స్ విపరీతమైన అధిక ఉష్ణోగ్రతను (సాధారణంగా 1500 ° C కంటే ఎక్కువ) తట్టుకోవడమే కాక, రసాయన కోత, యాంత్రిక స్కోరింగ్ మరియు కరిగే మరియు స్లాగ్ నుండి థర్మల్ షాక్ నష్టాన్ని కూడా నిరోధించాలి.

వక్రీభవన నాజిల్ యొక్క కూర్పు మరియు పదార్థాలు

వక్రీభవన నాజిల్స్ యొక్క పనితీరు నేరుగా వాటి పదార్థ ఎంపిక మరియు నిర్మాణ రూపకల్పనపై ఆధారపడి ఉంటుంది. కిందివి దాని ప్రధాన భాగాలు మరియు భౌతిక లక్షణాలు:

1. ప్రధాన పదార్థాలు

అల్యూమినియం కార్బన్ (అల్యో-సి): హై-ప్యూరిటీ అల్యూమినా (అల్ఓ) ప్రధాన అంశంగా ఉపయోగించబడుతుంది మరియు ఉష్ణ షాక్ నిరోధకత మరియు కోత నిరోధకతను పెంచడానికి కార్బన్ పదార్థాలు (గ్రాఫైట్ వంటివి) జోడించబడతాయి. అల్యూమినియం కార్బన్ నాజిల్స్ లాడిల్స్ మరియు టండీస్‌లలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి మరియు సాధారణ కార్బన్ స్టీల్‌ను ప్రసారం చేయడానికి అనుకూలంగా ఉంటాయి.
అల్యూమినియం జిర్కోనియం కార్బన్ (అల్యో-జ్రో-సి): అధిక ఉష్ణోగ్రత కోత మరియు థర్మల్ షాక్‌కు నిరోధకతను మెరుగుపరచడానికి జిర్కోనియం ఆక్సైడ్ (ZRO₂) అల్యూమినియం కార్బన్‌కు జోడించబడుతుంది మరియు అధిక మాంగనీస్ స్టీల్ లేదా ఇతర ప్రత్యేక స్టీల్ గ్రేడ్‌లకు అనుకూలంగా ఉంటుంది.
హై-అల్యూమినా: హై-అల్యూమినా బాక్సైట్ ప్రధాన ముడి పదార్థంగా, ఇది తక్కువ-అవసరం సందర్భాలు లేదా సాధారణ కార్బన్ స్టీల్ కాస్టింగ్ కోసం అనుకూలంగా ఉంటుంది మరియు తక్కువ ఖర్చును కలిగి ఉంటుంది.
మెగ్నీషియం-కార్బన్ (MGO-C): మెగ్నీషియం ఆక్సైడ్ (MGO) తో మాతృకగా, కార్బన్ పదార్థాలు జోడించబడతాయి, ఇది అధిక-ఆల్కానినిటీ స్లాగ్ వాతావరణానికి లేదా ప్రత్యేక ఉక్కు తరగతులకు అనువైనది.
ఫ్యూజ్డ్ క్వార్ట్జ్: కొన్ని తక్కువ-కార్బన్ స్టీల్ లేదా నాన్-ఫెర్రస్ మిశ్రమాలను ప్రసారం చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు, దీనికి మంచి థర్మల్ షాక్ నిరోధకత ఉంది, కానీ బలహీనమైన కోత నిరోధకత.
మిశ్రమ పదార్థాలు: జిర్కోనియం ఆక్సైడ్ కోర్ మరియు అధిక-అల్యూమినియం బాహ్య పొరతో మిశ్రమ నాజిల్స్ వంటివి, పనితీరును ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి వేర్వేరు పదార్థాల ప్రయోజనాలను మిళితం చేస్తాయి.

2. స్ట్రక్చరల్ డిజైన్

వక్రీభవన నాజిల్స్సాధారణంగా స్థూపాకార లేదా శంఖాకారంగా ఉంటాయి, కరిగే ప్రవాహం రేటును నియంత్రించడానికి లోపల ఖచ్చితమైన ప్రవాహ ఛానెల్స్ లోపల (ఎపర్చరు సాధారణంగా 10-100 మిమీ). స్ఫటికాకారంలో కరిగిన ఉక్కు యొక్క ప్రవాహ క్షేత్ర పంపిణీని ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి కొన్ని నాజిల్స్ (ఇమ్మర్షన్ నాజిల్స్ వంటివి) సైడ్ హోల్స్ లేదా ఎలిప్టికల్ అవుట్లెట్లు వంటి ప్రత్యేక ఆకారాలతో రూపొందించబడ్డాయి. యాంత్రిక బలాన్ని పెంచడానికి మరియు థర్మల్ షాక్ పగుళ్లను నివారించడానికి బయటి పొరను మెటల్ స్లీవ్‌తో (ఐరన్ స్లీవ్ వంటివి) కప్పబడి ఉండవచ్చు.

3. ఫంక్షనల్ సంకలనాలు

పనితీరును మెరుగుపరచడానికి, కింది సంకలనాలు తరచుగా వక్రీభవన నాజిల్స్‌కు జోడించబడతాయి:

యాంటీఆక్సిడెంట్లు: అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కార్బన్ పదార్థాలు ఆక్సీకరణం చెందకుండా నిరోధించడానికి సిలికాన్ (SI) మరియు అల్యూమినియం (AL) పౌడర్లు వంటివి.

స్టెబిలైజర్లు: థర్మల్ షాక్ నిరోధకత మరియు కోత నిరోధకతను పెంచడానికి కాల్షియం (CAO) మరియు మెగ్నీషియం (MGO) వంటి ఆక్సైడ్లు వంటివి.

బైండర్లు: అచ్చు బలం మరియు అధిక-ఉష్ణోగ్రత స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరచడానికి రెసిన్లు మరియు తారు వంటివి.

వక్రీభవన నాజిల్స్ యొక్క విధులు

వక్రీభవన నాజిల్స్ అధిక-ఉష్ణోగ్రత మెటలర్జికల్ ప్రక్రియలలో బహుళ కీ ఫంక్షన్లను చేస్తాయి:

1. ప్రవాహ నియంత్రణ

వక్రీభవన నాజిల్స్ వాటి అంతర్గత ప్రవాహ ఛానెళ్ల పరిమాణం మరియు ఆకారం ద్వారా కరిగే ప్రవాహం మరియు ప్రవాహాన్ని ఖచ్చితంగా నియంత్రిస్తాయి. ఉదాహరణకు, నిరంతర కాస్టింగ్ ప్రక్రియలో, మునిగిపోయిన నాజిల్ స్లైడింగ్ నాజిల్ సిస్టమ్‌తో సహకరిస్తుంది, కరిగిన ఉక్కు స్ఫటికాకారంలోకి ప్రవేశించే వేగాన్ని సర్దుబాటు చేస్తుంది.

2. కరిగేదాన్ని రక్షించండి

కరిగిన ఉక్కును గాలికి గురికాకుండా నిరోధించడానికి, ఆక్సీకరణ మరియు చేరిక ఏర్పడటాన్ని తగ్గించడానికి మరియు బిల్లెట్ నాణ్యతను మెరుగుపరచడానికి మునిగిపోయిన నాజిల్ స్ఫటికాకారంలోకి లోతుగా వెళుతుంది. అదనంగా, నాజిల్ యొక్క లోపలి గోడ యొక్క మృదువైన రూపకల్పన కరిగే ప్రవాహంలో అల్లకల్లోలం తగ్గిస్తుంది మరియు స్లాగ్ చేరిక ప్రమాదాన్ని తగ్గిస్తుంది.

3. అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు కోత నిరోధకత

దివక్రీభవన నాజిల్1500-1700 ° C వద్ద కరిగిన ఉక్కు లేదా స్లాగ్ యొక్క ప్రభావాన్ని తట్టుకోవాలి. పదార్థం యొక్క అధిక వక్రీభవనం మరియు కోత నిరోధకత బహుళ కాస్టింగ్‌ల సమయంలో స్థిరంగా ఉండేలా చేస్తుంది మరియు దాని సేవా జీవితాన్ని పొడిగిస్తుంది.

4. థర్మల్ షాక్ స్థిరత్వం

లాడిల్ భర్తీ చేయబడినప్పుడు లేదా కాస్టింగ్ ప్రారంభించి ఆగిపోయినప్పుడు, నాజిల్ పదునైన ఉష్ణోగ్రత మార్పును అనుభవిస్తుంది. అధిక-నాణ్యత వక్రీభవన నాజిల్స్ మెటీరియల్ సూత్రీకరణ మరియు నిర్మాణ రూపకల్పనను ఆప్టిమైజ్ చేయడం ద్వారా థర్మల్ షాక్ క్రాకింగ్ ప్రమాదాన్ని తగ్గిస్తాయి.

5. అడ్డుపడకుండా నిరోధించండి

అధిక-అల్యూమినియం స్టీల్ లేదా కాల్షియం కలిగిన ఉక్కు కోసం, అల్యూమినా చేరికలు కరిగిన ఉక్కులో ఉత్పత్తి చేయబడతాయి, దీనివల్ల నాజిల్ అడ్డుపడతారు. వక్రీభవన నాజిల్స్ తరచుగా తక్కువ-కరిగే పాయింట్ పదార్థాలను (CAO · ALO₃O₃ వంటివి) ఉత్పత్తి చేయడం ద్వారా అడ్డుపడకుండా నిరోధించడానికి యాంటీ-అథెషన్ పదార్థాలను (CAO కలిగి ఉన్న మిశ్రమ పదార్థాలు వంటివి) ఉపయోగిస్తాయి.

వక్రీభవన నాజిల్ యొక్క అప్లికేషన్ ఫీల్డ్‌లు

వక్రీభవన నాజిల్స్ క్రింది రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి:

1. ఐరన్ మరియు స్టీల్ మెటలర్జీ

లాడిల్: ఎగువ మరియు దిగువ నాజిల్లను లాడిల్ దిగువన ఉపయోగిస్తారు మరియు తుండిష్‌కు కరిగిన ఉక్కు ప్రవాహాన్ని నియంత్రించడానికి స్లైడింగ్ నాజిల్ సిస్టమ్‌తో సహకరించండి.
తుండిష్: నిరంతర కాస్టింగ్ ప్రక్రియను ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి కరిగిన ఉక్కును తుండిష్ నుండి స్ఫటికం నుండి బదిలీ చేయడానికి నాజిల్ మరియు మునిగిపోయిన నాజిల్ ఉపయోగిస్తారు.
కన్వర్టర్ మరియు ఎలక్ట్రిక్ కొలిమి: అధిక-ఉష్ణోగ్రత కరిగిన ఇనుము మరియు స్లాగ్ యొక్క కోతను తట్టుకునేలా స్టీల్ అవుట్లెట్ కోసం వక్రీభవన నాజిల్స్ ఉపయోగించబడతాయి.

2. నాన్-ఫెర్రస్ మెటల్ స్మెల్టింగ్

అల్యూమినియం, రాగి మరియు మెగ్నీషియం వంటి నాన్-ఫెర్రస్ లోహాల స్మెల్టింగ్‌లో, అల్యూమినియం మిశ్రమం కాస్టింగ్‌లో గైడ్ నాజిల్స్ వంటి కరిగే ప్రసారం మరియు కాస్టింగ్ కోసం వక్రీభవన నాజిల్స్ ఉపయోగించబడతాయి.

3. గ్లాస్ మరియు సిరామిక్ పరిశ్రమ

అధిక-ఉష్ణోగ్రత గ్లాస్ లేదా సిరామిక్ కరిగే ప్రవాహ నియంత్రణ కోసం వక్రీభవన నాజిల్స్ ఉపయోగించబడతాయి మరియు చాలా ఎక్కువ తుప్పు నిరోధకత మరియు డైమెన్షనల్ స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉండాలి.

4. ఇతర అధిక-ఉష్ణోగ్రత పరిశ్రమలు

చెత్త భస్మీకరణాలు, రసాయన అధిక-ఉష్ణోగ్రత రియాక్టర్లు మొదలైనవి, అధిక-ఉష్ణోగ్రత ద్రవాల ఉత్సర్గ లేదా ప్రసారాన్ని నియంత్రించడానికి వక్రీభవన నాజిల్స్ ఉపయోగించబడతాయి.

వక్రీభవన నాజిల్ యొక్క ఉత్పత్తి ప్రక్రియ

వక్రీభవన నాజిల్స్ ఉత్పత్తి వారి పనితీరు పారిశ్రామిక ప్రమాణాలకు అనుగుణంగా ఉందని నిర్ధారించడానికి అనేక సంక్లిష్టమైన ప్రక్రియలను కలిగి ఉంటుంది:

1. ముడి పదార్థ ఎంపిక మరియు పదార్థాలు
అధిక-స్వచ్ఛత అల్యూమినా, జిర్కోనియం ఆక్సైడ్, గ్రాఫైట్ మరియు ఇతర ముడి పదార్థాలను ఎంచుకోండి మరియు అశుద్ధమైన కంటెంట్‌ను ఖచ్చితంగా నియంత్రించండి. ఫార్ములా నిష్పత్తి ప్రకారం యాంటీఆక్సిడెంట్లు, బైండర్లు మొదలైనవి వేసి సమానంగా కలపాలి.

2. అచ్చు
నాజిల్ నిర్మాణం దట్టంగా ఉందని మరియు ప్రవాహ ఛానెల్ ఖచ్చితమైనదని నిర్ధారించడానికి ఐసోస్టాటిక్ ప్రెస్సింగ్ లేదా హై-ప్రెజర్ మోల్డింగ్ టెక్నాలజీని ఉపయోగించండి. కొన్ని నాజిల్స్ (ఇమ్మర్షన్ నాజిల్స్ వంటివి) ఖచ్చితమైన అచ్చుల ద్వారా సంక్లిష్టమైన ఆకారాలలో ఏర్పడటం అవసరం.

3. సింటరింగ్
అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద (1400-1800 ° C) ఆక్సిజన్ లేని లేదా రక్షిత వాతావరణంలో (నత్రజని వంటివి) పదార్థ బలం మరియు థర్మల్ షాక్ నిరోధకతను పెంచుతుంది. కొన్ని ఉత్పత్తులు పనితీరును మరింత ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి ద్వితీయ సింటరింగ్ లేదా వేడి చికిత్సను ఉపయోగిస్తాయి.

4. ఉపరితల చికిత్స
తుప్పు నిరోధకత మరియు ద్రవత్వాన్ని మెరుగుపరచడానికి ఫ్లో ఛానెల్‌ను పాలిష్ చేయండి లేదా యాంటీ-అథెషన్ పొరను (ZRO₂ పూత వంటివి) వర్తించండి. బయటి పొరను మెటల్ స్లీవ్ లేదా యాంటీ-ఆక్సీకరణ చికిత్సతో కప్పబడి ఉండవచ్చు.

5. నాణ్యత తనిఖీ
నాజిల్ యొక్క సచ్ఛిద్రత, పగుళ్లు మరియు డైమెన్షనల్ ఖచ్చితత్వం ఎక్స్-కిరణాలు మరియు అల్ట్రాసౌండ్ వంటి వినాశకరమైన పరీక్షా పద్ధతుల ద్వారా తనిఖీ చేయబడతాయి. వక్రీభవన పనితీరు మరియు కోత నిరోధకత ప్రయోగశాల అనుకరణ పరీక్షల ద్వారా ధృవీకరించబడతాయి.

వక్రీభవన నాజిల్స్ యొక్క ప్రయోజనాలు

అధిక-ఉష్ణోగ్రత పరిశ్రమలలో వక్రీభవన నాజిల్స్ యొక్క విస్తృత అనువర్తనం దాని క్రింది ప్రయోజనాల నుండి వచ్చింది:

అధిక మన్నిక: అధిక-నాణ్యత పదార్థాలు మరియు ప్రక్రియలు నాజిల్స్‌ను విపరీతమైన వాతావరణంలో ఎక్కువసేపు ఉపయోగించవచ్చని నిర్ధారిస్తాయి మరియు ఒకే జీవితం చాలా గంటల నుండి చాలా రోజుల వరకు చేరుకోవచ్చు.
ఖచ్చితమైన నియంత్రణ: ఫ్లో ఛానల్ డిజైన్ యొక్క ఖచ్చితత్వం కరిగే ప్రవాహం యొక్క స్థిరత్వాన్ని నిర్ధారిస్తుంది మరియు ఉత్పత్తి నాణ్యతను మెరుగుపరుస్తుంది.
కోత నిరోధకత: ఇది రసాయన కోత మరియు కరిగిన ఉక్కు మరియు స్లాగ్ యొక్క యాంత్రిక కోతకు బలమైన నిరోధకతను కలిగి ఉంది, నిర్వహణ ఖర్చులను తగ్గిస్తుంది.
థర్మల్ షాక్ స్థిరత్వం: ఆప్టిమైజ్ చేసిన మెటీరియల్ ఫార్ములా థర్మల్ షాక్ క్రాకింగ్ ప్రమాదాన్ని తగ్గిస్తుంది మరియు తరచుగా ప్రారంభ-స్టాప్ యొక్క ప్రక్రియ అవసరాలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది.
డైవర్సిఫైడ్ డిజైన్: వివిధ రకాలు మరియు స్పెసిఫికేషన్ల నాజిల్స్ వివిధ ప్రక్రియల అవసరాలను తీర్చాయి మరియు విస్తృత శ్రేణి అనువర్తన దృశ్యాలను కలిగి ఉంటాయి.

అధిక-ఉష్ణోగ్రత పరిశ్రమ యొక్క ప్రధాన భాగం వలె, వక్రీభవన నాజిల్ అధిక ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత, తుప్పు నిరోధకత మరియు ప్రవాహ నియంత్రణ వంటి బహుళ విధులను అనుసంధానిస్తుంది. ఇది ఐరన్ మరియు స్టీల్ మెటలర్జీ, ఫెర్రస్ కాని లోహపు స్మెల్టింగ్ మరియు ఇతర పరిశ్రమలలో ఒక అనివార్యమైన "తెరవెనుక హీరో".