Што такое вогнетрывалая сопла?

Назва вогнетрывалай асадкі паходзіць з яго функцыі - слова "асадка" яскрава апісвае яго ролю як канал расплаву, у той час як "вогнетрывалы" падкрэслівае яго трываласць у асяроддзях высокай тэмпературы. Згодна з яго канкрэтным выкарыстаннем, вогнетрывалыя асадкі можна падзяліць на мноства тыпаў, такіх як верхнія асадкі, ніжнія асадкі, калекцыянеры, асадкі, пагружаныя ўводы асадкі (SEN) і г.д.

Што такое вогнетрывалая сопла?

Вогнетрывалыя сопла-гэта вогнетрывалы матэрыял, які выкарыстоўваецца для расплаўленага металу з высокай тэмпературай (напрыклад, расплаўленая сталь, расплаўленае жалеза) або неметалічны кантроль расплаў, звычайна ўстаноўлены ў выхадзе або рассоўнай асадках металургічнага абсталявання (напрыклад, каламут, пераўтваральнік, тундзіш).

Гэта забяспечвае стабільнасць і бяспеку працэсу плаўкі і ліцця, дакладна кантралюючы хуткасць патоку, хуткасць патоку і кірунак расплаву. Вогнетрывалыя асадкі не толькі павінны супрацьстаяць экстрэмальнай высокай тэмпературай (звычайна звыш 1500 ° С), але і павінны супрацьстаяць хімічнай эрозіі, механічнай расцяжкі і пашкоджання цеплавога ўдару ад расплаву і дзындраў.

Склад і матэрыялы вогнетрывалых асадак

Прадукцыйнасць вогнетрывалых соплаў залежыць непасрэдна ад выбару матэрыялу і канструкцыі. Ніжэй прыведзены яго асноўныя кампаненты і матэрыяльныя характарыстыкі:

1. Асноўныя матэрыялы

У якасці асноўнага кампанента выкарыстоўваецца алюмініевы вуглярод (Al₂o₃-C): Alumina High Prient (Al₂o₃), а вугляродныя матэрыялы (напрыклад, графіт) дадаюць для павышэння цеплавой ўстойлівасці і эрозійнай устойлівасці. Алюмініевыя вугляродныя сопла шырока выкарыстоўваюцца ў камянях і гатунках і падыходзяць для ліцця звычайнай вугляроднай сталі.
Алюмініевы цырконій вуглярод (Al₂o₃-Zro₂-C): аксід цырконія (Zro₂) дадаецца ў алюмініевы вуглярод для павышэння ўстойлівасці да эрозіі высокай тэмпературы і цеплавога шоку, і падыходзіць для высокаапарадкаванага сталі або іншых спецыяльных сталёвых гатункаў.
Высокі алюміна: з баксітам з высокім алюмінай у якасці асноўнай сыравіны, ён падыходзіць для выпадкаў нізкіх патрабаванняў альбо звычайнага ліцця вугляроднай сталі і мае нізкі кошт.
Магній-вуглярод (MGO-C): з аксідам магнію (MGO), у якасці матрыцы, дадаюцца вугляродныя матэрыялы, прыдатныя для асяроддзя з высокім утрыманнем шлакі або спецыяльных сталёвых гатункаў.
Расплаўлены кварц: выкарыстоўваецца для кідання некаторых сталі з нізкім утрыманнем вугляроду або сплаваў, якія не бываюць, ён мае добрую цеплавую ўстойлівасць, але слабая эрозія.
Кампазітныя матэрыялы: напрыклад, кампазітныя асадкі з ядром аксіду цырконія і вонкавым пластом з высокім алюмініевым, спалучаючы перавагі розных матэрыялаў для аптымізацыі прадукцыйнасці.

2. Структны дызайн

Вогнетрывалыя асадкіЗвычайна цыліндрычныя або канічныя, з дакладнымі каналамі патоку ўнутры (дыяфрагма звычайна 10-100 мм) для кантролю хуткасці расплаву. Некаторыя асадкі (напрыклад, апусканне) распрацаваны з адмысловымі формамі, такімі як бакавыя адтуліны або эліптычныя разеткі, каб аптымізаваць размеркаванне патоку расплаўленай сталі ў крышталізатары. Знешні пласт можа быць пакрыты металічным рукавом (напрыклад, жалезным рукавом) для ўзмацнення механічнай трываласці і прадухілення цеплавога ўзлому.

3. Функцыянальныя дабаўкі

Для паляпшэння прадукцыйнасці наступныя дабаўкі часта дадаюць у вогнетрывалыя асадкі:

Антыаксіданты: напрыклад, Silicon (Si) і алюмініевыя (Al) парашкі, каб прадухіліць акіслянне вугляроду пры высокіх тэмпературах.

Стабілізатары: напрыклад, аксіды, такія як кальцый (CAO) і магній (MGO), для павышэння цеплавога ўдарнага ўстойлівасці і эрозійнай устойлівасці.

Звязкі: напрыклад, смалы і асфальт, для паляпшэння сілы ліцця і высокай тэмпературнай стабільнасці.

Функцыі вогнетрывалых асадак

Вогнетрывалыя асадкі выконваюць некалькі ключавых функцый у металургічных працэсах з высокай тэмпературай:

1. Кантроль патоку

Вогнетрывалыя асадкі дакладна кантралююць хуткасць патоку і паток расплаву праз памер і форму іх унутраных каналаў патоку. Напрыклад, у працэсе бесперапыннага ліцця пагружаная асадка супрацоўнічае з сістэмай рассоўных сопла, каб наладзіць хуткасць, з якой расплаўленая сталь трапляе ў крышталізатар, каб пазбегнуць дэфектаў, выкліканых занадта хуткімі ці занадта павольнымі.

2. Абараніце расплаву

Пагружаная асадка ідзе глыбока ў крышталізатар, каб прадухіліць расплаўленую сталь падвяргацца ўздзеянню паветра, зніжае акісленне і фарміраванне ўключэння, а таксама палепшыць якасць нарыхтоўкі. Акрамя таго, гладкая канструкцыя ўнутранай сценкі сопла можа паменшыць турбулентнасць пры патоку расплаву і знізіць рызыку ўключэння дзындраў.

3. Высокая тэмпература і эрозія

Авогнетрывалая соплаНеабходна супрацьстаяць уздзеянню расплаўленай сталі або дзындраў пры 1500-1700 ° С. Высокая вогнетрыватасць і эрозійная ўстойлівасць матэрыялу гарантуюць, што ён застаецца стабільным падчас некалькіх адлівак і падаўжае тэрмін службы.

4. Цеплавая ўдарная ўстойлівасць

Пры замянінні коўнда альбо запуску ліцця запускаецца і спыняецца, асадка будзе адчуваць рэзкае змяненне тэмпературы. Якасныя вогнетрывалыя асадкі зніжаюць рызыку ўзнікнення цеплавога шоку шляхам аптымізацыі матэрыялу і структурнага дызайну.

5. Прадухіленне засмечвання

Для сталі з высокім алюмініевым сталі або кальцыя, уключэння ў расплаўленую сталь могуць быць створаны ў расплаўленай сталі, што выклікае засмечванне сопла. Вогнетрывалыя асадкі часта выкарыстоўваюць анты-адгезійныя матэрыялы (напрыклад, кампазітныя матэрыялы, якія змяшчаюць CAO), каб пазбегнуць засмечвання шляхам стварэння рэчываў з нізкім узроўнем плавання (напрыклад, Cao · al₂o₃).

Паля прыкладанняў вогнетрывалых асадак

Вогнетрывалыя асадкі шырока выкарыстоўваюцца ў наступных галінах:

1. Жалезная і сталёвая металургія

КАМАЛ: Верхнія і ніжнія асадкі выкарыстоўваюцца ў ніжняй частцы коўша і супрацоўнічаюць з сістэмай рассоўных сопла для кіравання патокам расплаўленай сталі да танду.
Tundish: Зборная асадка і пагружаная асадка выкарыстоўваюцца для пераносу расплаўленай сталі з тунда да крышталізатара, каб аптымізаваць працэс бесперапыннага ліцця.
Канвертар і электрычная печ: вогнетрывалыя асадкі выкарыстоўваюцца для сталёвай разеткі, каб супрацьстаяць эрозіі расплаўленага жалеза і дзындраў з высокай тэмпературай.

2. Не-феерны металічны плавец

Пры плаўцы неракальных металаў, такіх як алюміній, медзь і магній, рефрактерныя асадкі выкарыстоўваюцца для перадачы расплаву і ліцця, напрыклад, насадкі ў ліццё алюмініевага сплаву.

3. Шкло і керамічная прамысловасць

Вогнетрывалыя асадкі выкарыстоўваюцца для кантролю патоку высокатэмпературнага шкла або керамічных расплаваў і павінны мець надзвычай высокую каразійную ўстойлівасць і стабільнасць памераў.

4. Іншыя высокатэмпературныя галіны

Такія, як спальвальнікі смецця, хімічныя высокатэмпературныя рэактары і г.д., вогнетрывалыя асадкі выкарыстоўваюцца для кантролю разраду або перадачы высокатэмпературных вадкасцяў.

Працэс вытворчасці вогнетрывалых асадак

Вытворчасць вогнетрывалых асадак прадугледжвае мноства складаных працэсаў, каб гарантаваць, што іх прадукцыйнасць адпавядае прамысловым стандартам:

1. Выбар сыравіны і інгрэдыенты
Выберыце гліназёму з высокай чысцінёй, аксід цырконія, графіт і іншую сыравіну і строга кантралюйце ўтрыманне прымешак. Дадайце антыаксіданты, злучныя і г.д. у адпаведнасці з суадносінамі формулы і змяшайце раўнамерна.

2. Ліццё
Выкарыстоўвайце ізастатычную націскную або тэхналогію ліцця высокага ціску для забеспячэння шчыльнай структуры сопла, а канал патоку дакладная. Некаторыя асадкі (напрыклад, апусканне) павінны быць утвораны ў складаныя формы з дапамогай дакладных формаў.

3. Спакаванне
Спеканне пры высокай тэмпературы (1400-1800 ° С) у кіслароднай або ахоўнай атмасферы (напрыклад, азоце) павышае трываласць матэрыялу і цеплавую ўстойлівасць. Некаторыя прадукты выкарыстоўваюць другаснае спяканне або цеплааддачу для далейшай аптымізацыі прадукцыйнасці.

4. Лячэнне паверхні
Аляніце канал патоку альбо наносіце антыаддальны пласт (напрыклад, пакрыццё Zro₂), каб павысіць устойлівасць да карозіі і цякучасць. Знешні пласт можа быць пакрыты металічным рукавом або лячэннем супраць акіслення.

5. Агляд якасці
Сітаватасць, расколіны і дакладная дакладнасць сопла правяраюцца неразбуральнымі метадамі тэсціравання, такімі як рэнтгенаўскія прамяні і ультрагукавое даследаванне. Вогнетрывалыя характарыстыкі і ўстойлівасць да эрозіі правяраюцца лабараторнымі тэстамі мадэлявання.

Перавагі вогнетрывалых асадак

Шырокае прымяненне вогнетрывалых сопла ў высокатэмпературных галінах вынікае з наступных пераваг:

Высокая даўгавечнасць: якасныя матэрыялы і працэсы гарантуюць, што асадкі могуць быць выкарыстаны на працягу доўгага часу ў экстрэмальных умовах, і адзінае жыццё можа дасягаць некалькіх гадзін да некалькіх дзён.
Дакладны кантроль: дакладнасць канструкцыі патоку канала забяспечвае стабільнасць расплаўлення і павышае якасць прадукцыі.
Устойлівасць да эрозіі: яна валодае моцнай устойлівасцю да хімічнай эрозіі і механічнай эрозіі расплаўленай сталі і дзындраў, зніжаючы выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне.
Стабільнасць цеплавога шоку: аптымізаваная формула матэрыялу зніжае рызыку ўзнікнення цеплавых удараў і адаптуецца да працэсу патрабаванняў частых стартаў.
Дыверсіфікаваны дызайн: Насадкі розных тыпаў і тэхнічных характарыстык адпавядаюць розным патрабаванням працэсу і маюць шырокі спектр сцэнарыяў прыкладанняў.

У якасці асноўнага кампанента высокатэмпературнай галіны, вогнетрывалая асадка аб'ядноўвае некалькі функцый, такіх як высокая тэмпература, устойлівасць да карозіі і кантроль патоку. Гэта незаменны "закулісны герой" у металургіі ў жалезнай і сталі, нерозісным металічным пласцінку і іншых галінах.