Què és una boquilla refractària?

El nom de la boquilla refractària prové de la seva funció: la paraula "boquilla" descriu vívidament el seu paper com a canal de fusió, mentre que "refractari" destaca la seva durabilitat en ambients d'alta temperatura. Segons el seu ús específic, es poden dividir els broquets refractaris en molts tipus, com ara broquets superiors, broquets inferiors, broquets de col·leccionistes, broquets d’entrada submergida (SEN), etc. Cada tipus té diferències d’estructura i materials per complir els requisits de procés diferents.

Què és una boquilla refractària?

La boquilla refractària és un producte de material refractari que s’utilitza per a metall fos de gran temperatura (com l’acer fos, el ferro fos) o el control de flux de fosa no metàl·lica, normalment instal·lat en el sistema de boquilla de sortida o lliscament d’equips metal·lúrgics (com ara Ladle, Converter, Tundish).

Assegura l'estabilitat i la seguretat del procés de fosa i fosa controlant amb precisió el cabal, el cabal i la direcció de flux de la fusió. Les broquetes refractàries no només necessiten suportar temperatures extremes altes (normalment superiors a 1500 ° C), sinó que també han de resistir l’erosió química, el flagell mecànic i els danys de xoc tèrmic de la fosa i escòria.

Composició i materials de brocs refractaris

El rendiment dels brocs refractaris depèn directament de la seva selecció de materials i del seu disseny estructural. A continuació es mostren els seus components i característiques del material:

1. Materials principals

Carbon d'alumini (al₂o₃-C): s'utilitza alumina d'alta puresa (al₂o₃) com a component principal, i s'afegeixen materials de carboni (com el grafit) per millorar la resistència al xoc tèrmic i la resistència a l'erosió. Els broquets de carboni d’alumini s’utilitzen àmpliament en els culleradures i les amarres i són adequades per a la fosa d’acer ordinari a carboni.
Carbó de zirconi d’alumini (Al₂o₃-Zro₂-C): L’òxid de zirconi (Zro₂) s’afegeix al carboni d’alumini per millorar la resistència a l’erosió i el xoc tèrmic d’alta temperatura, i és adequat per a acer alts de manganès o altres qualificacions especials d’acer.
Alumina alta: amb bauxita d’alumina alta com a matèria primera principal, és adequat per a ocasions de baix recurs o fosa d’acer ordinari de carboni i té un baix cost.
Carbon de magnesi (MGO-C): amb òxid de magnesi (MGO) A mesura que s’afegeix la matriu, s’afegeixen materials de carboni, adequats per a un entorn d’escòria d’alta alcalinitat o qualificacions d’acer especials.
Quartz fusionat: utilitzat per a la colada d'acer baix en carboni o aliatges no ferrosos, té una bona resistència al xoc tèrmic, però una feble resistència a l'erosió.
Materials compostos: com ara broquets compostos amb nucli d'òxid de zirconi i capa exterior d'alumini, combinant els avantatges de diferents materials per optimitzar el rendiment.

2. Disseny estructural

Broquets refractarissolen ser cilíndriques o còniques, amb canals de flux precisos al seu interior (l’obertura és generalment de 10-100 mm) per controlar el cabal de fusió. Alguns broquets (com ara broquets d’immersió) estan dissenyats amb formes especials, com ara forats laterals o punts de venda el·líptica, per optimitzar la distribució de camp de flux de l’acer fos en el cristal·litzador. La capa exterior pot estar coberta amb una màniga metàl·lica (com ara una màniga de ferro) per millorar la resistència mecànica i evitar que es produeixi un xoc tèrmic.

3. Additius funcionals

Per millorar el rendiment, sovint s’afegeixen els additius següents a les broquetes refractàries:

Els antioxidants: com el silici (SI) i els pols d’alumini (Al), per evitar que els materials de carboni s’oxidin a temperatures altes.

Estabilitzadors: com els òxids com el calci (CAO) i el magnesi (MGO), per millorar la resistència al xoc tèrmic i la resistència a l’erosió.

Enllaços: com ara resines i asfalt, per millorar la força de modelat i l'estabilitat a alta temperatura.

Funcions de broquets refractaris

Les broquetes refractàries realitzen múltiples funcions clau en processos metal·lúrgics d’alta temperatura:

1. Control de flux

Els brocs refractaris controlen amb precisió el cabal i el flux de la fusió a través de la mida i la forma dels seus canals de flux intern. Per exemple, en el procés de colada contínua, la boquilla submergida coopera amb el sistema de boquilla lliscant per ajustar la velocitat amb la qual l’acer fos entra al cristal·litzador per evitar defectes causats per massa ràpid o massa lent.

2. Protegiu la fusió

La boquilla submergida s’endinsa en el cristal·litzador per evitar que l’acer fos s’exposi a l’aire, redueixi l’oxidació i la formació d’inclusió i millori la qualitat de la factura. A més, el disseny suau de la paret interior de la boquilla pot reduir la turbulència en el flux de fusió i reduir el risc d’inclusió de les escòries.

3. Alta temperatura i resistència a l’erosió

ElBoquilla refractàriaNecessita suportar l'impacte de l'acer fos o l'escòria a 1500-1700 ° C. L’elevada refractor i la resistència a l’erosió del material asseguren que es mantingui estable durant diverses colades i allarga la seva vida útil.

4. Estabilitat de xoc tèrmic

Quan es substitueix la cullera o s’inicia i s’atura la colada, la boquilla experimentarà un fort canvi de temperatura. Els brocs refractaris d’alta qualitat redueixen el risc d’esquerdament de xoc tèrmic optimitzant la formulació de materials i el disseny estructural.

5. Eviteu l’obstrucció

Per a acer d’alumini d’alçada o acer que conté calci, es poden generar inclusions d’alúmina a l’acer fos, provocant obstrucció de la boquilla. Les broquetes refractàries sovint utilitzen materials anti-adhesió (com ara materials compostos que contenen CAO) per evitar l’obstrucció generant substàncies de punt de fusió de baixa fusió (com el CAO · al₂o₃).

Camps d'aplicació de brocs refractaris

Els broquets refractaris s’utilitzen àmpliament en els camps següents:

1. Metal·lúrgia de ferro i acer

Ladle: Els broquets superiors i inferiors s’utilitzen a la part inferior de la cullera i cooperen amb el sistema de boquilla lliscant per controlar el flux d’acer fos fins al Tundish.
Tundish: La boquilla recollida i la boquilla immersa s’utilitzen per transferir l’acer fos des del Tundish fins al cristal·litzador per optimitzar el procés de colada contínua.
Converter i forn elèctric: els brocs refractaris s'utilitzen per a la presa d'acer per suportar l'erosió de ferro i escòries filades d'alta temperatura.

2. Fosa metall no ferrosa

En la fosa de metalls no ferrosos com l’alumini, el coure i el magnesi, s’utilitzen broquets refractaris per a la transmissió i la colada de fosa, com ara els broquets de guia en la colada d’alumini d’alumini.

3. Indústria de vidre i ceràmica

Les broquetes refractàries s’utilitzen per al control de flux de foses de vidre o ceràmica d’alta temperatura i han de tenir una resistència a la corrosió extremadament alta i l’estabilitat dimensional.

4. Altres indústries d’alta temperatura

Com ara incineradores d’escombraries, reactors químics d’alta temperatura, etc., s’utilitzen broquets refractaris per controlar la descàrrega o la transmissió de líquids d’alta temperatura.

Procés de producció de brocs refractaris

La producció de brocs refractaris implica molts processos complexos per assegurar que el seu rendiment compleixi els estàndards industrials:

1. Selecció i ingredients de matèries primeres
Seleccioneu Alumina d'alta puresa, òxid de zirconi, grafit i altres matèries primeres i controleu estrictament el contingut de la impuresa. Afegiu antioxidants, aglutinants, etc. Segons la relació de fórmules i barregeu -ho de manera uniforme.

2. Motching
Utilitzeu una tecnologia de modelat de premsa isostàtica o d’alta pressió per assegurar-vos que l’estructura de la boquilla és densa i el canal de flux és precís. Alguns broquets (com els broquets d’immersió) s’han de formar en formes complexes per motlles de precisió.

3. Sinterització
La sinterització a alta temperatura (1400-1800 ° C) en una atmosfera sense oxigen o protectora (com el nitrogen) millora la resistència al material i la resistència al xoc tèrmic. Alguns productes utilitzen sinterització secundària o tractament tèrmic per optimitzar encara més el rendiment.

4. Tractament superficial
Polir el canal de flux o aplicar una capa anti-adhesió (com el recobriment Zro₂) per millorar la resistència a la corrosió i la fluïdesa. La capa exterior pot estar coberta amb una màniga metàl·lica o un tractament anti-oxidació.

5. Inspecció de qualitat
La porositat, les esquerdes i la precisió dimensional de la boquilla es comproven mitjançant mètodes de proves no destructives com ara radiografies i ultrasons. El rendiment refractari i la resistència a l’erosió es verifiquen mitjançant proves de simulació de laboratori.

Avantatges dels brocs refractaris

L’àmplia aplicació de brocs refractaris en indústries d’alta temperatura prové dels seus avantatges següents:

Alta durabilitat: els materials i processos d’alta qualitat asseguren que els broquets es poden utilitzar durant molt de temps en entorns extrems i la vida única pot arribar a diverses hores a diversos dies.
Control precís: La precisió del disseny del canal de flux garanteix l'estabilitat del flux de fusió i millora la qualitat del producte.
Resistència a l’erosió: té una forta resistència a l’erosió química i a l’erosió mecànica de l’acer i les escòries foses, reduint els costos de manteniment.
Estabilitat de xoc tèrmic: La fórmula de material optimitzat redueix el risc d’esquerdament de xoc tèrmic i s’adapta als requisits del procés de freqüent parada d’inici.
Disseny diversificat: els broquets de diferents tipus i especificacions compleixen diversos requisits de procés i tenen una àmplia gamma d’escenaris d’aplicació.

Com a component principal de la indústria a alta temperatura, la boquilla refractària integra múltiples funcions com ara resistència a la temperatura alta, resistència a la corrosió i control de flux. És un "heroi de darrere de les escena" indispensable en la metal·lúrgia de ferro i acer, fosa de metall no ferrós i altres indústries.