Hvad er en ildfast dyse?

Navnet på den ildfaste dyse kommer fra dens funktion - ordet "dyse" beskriver levende sin rolle som en smeltekanal, mens "ildfast" fremhæver dens holdbarhed i miljøer med høj temperatur. I henhold til dens specifikke anvendelse kan ildfaste dyser opdeles i mange typer, såsom øvre dyser, nedre dyser, samlerdyser, nedsænkede indgangsdyser (SEN) osv. Hver type har forskelle i struktur og materialer til at imødekomme forskellige procesbehov.

Hvad er en ildfast dyse?

Refraktær dyse er et refraktært materialeprodukt, der bruges til smeltet metal med høj temperatur (såsom smeltet stål, smeltet jern) eller ikke-metallisk smelteflowkontrol, normalt installeret i udløbet eller glidedysesystemet af metallurgisk udstyr (såsom Ætle, konverter, hængende).

Det sikrer stabiliteten og sikkerheden ved smelte- og støbningsprocessen ved nøjagtigt at kontrollere strømningshastigheden og strømningsretningen og strømningen af ​​smelten. Ildfaste dyser behøver ikke kun at modstå ekstreme høje temperaturer (normalt over 1500 ° C), men skal også modstå kemisk erosion, mekanisk skuring og termisk stødskade fra smelte og slagge.

Sammensætning og materialer med ildfaste dyser

Udførelsen af ​​ildfaste dyser afhænger direkte af deres materielle udvælgelse og strukturelle design. Følgende er dens hovedkomponenter og materielle egenskaber:

1. Hovedmaterialer

Aluminiumscarbon (Al₂o₃-C): aluminiumoxid med høj renhed (Al₂o₃) bruges som hovedkomponent, og kulstofmaterialer (såsom grafit) tilsættes for at forbedre termisk stødmodstand og erosionsbestandighed. Aluminiums kulstofdyser er vidt brugt i sej og svæver og er egnede til støbning af almindeligt kulstofstål.
Aluminium Zirconium Carbon (Al₂o₃-Zro₂-C): Zirconiumoxid (Zro₂) tilsættes til aluminiumsculstof for at forbedre resistensen mod erosion og termisk stål med høj temperatur og er velegnet til højt manganstål eller andre specielle stålkvaliteter.
Høj aluminiumoxid: Med høje alumenterne bauxit som det vigtigste råmateriale er det velegnet til lejligheder med lav anmodning eller almindelig carbonstålstøbning og har en lav omkostning.
Magnesium-carbon (MGO-C): Med magnesiumoxid (MGO) som matrix tilsættes kulstofmaterialer, der er egnede til høj-alkalinitetsslaggemiljø eller specielle stålkvaliteter.
Fused Quartz: Brugt til støbning af noget lavt kulstofstål eller ikke-jernholdige legeringer, det har god termisk chokresistens, men svag erosionsbestandighed.
Kompositmaterialer: såsom sammensatte dyser med zirconiumoxidkerne og høje aluminiums ydre lag, der kombinerer fordelene ved forskellige materialer for at optimere ydeevnen.

2. Strukturelt design

Ildfaste dyserer normalt cylindriske eller koniske, med præcise strømningskanaler inde (blænde er generelt 10-100 mm) for at kontrollere smelteflowhastigheden. Nogle dyser (såsom nedsænkningsdyser) er designet med specielle former, såsom sidehuller eller elliptiske forretninger, for at optimere flowfeltfordelingen af ​​smeltet stål i krystallisatoren. Det ydre lag kan være dækket med en metalærme (såsom en jernærme) for at forbedre mekanisk styrke og forhindre termisk chokkrakning.

3. funktionelle tilsætningsstoffer

For at forbedre ydeevnen tilføjes følgende tilsætningsstoffer ofte til ildfaste dyser:

Antioxidanter: såsom silicium (SI) og aluminium (AL) pulvere, for at forhindre kulstofmaterialer i at oxidere ved høje temperaturer.

Stabilisatorer: såsom oxider såsom calcium (CAO) og magnesium (MGO) for at forbedre termisk chokresistens og erosionsresistens.

Bindemidler: såsom harpikser og asfalt, for at forbedre støbestyrken og stabilitet i høj temperatur.

Funktioner af ildfaste dyser

Ildfaste dyser udfører flere nøglefunktioner i metallurgiske processer med høj temperatur:

1. flowkontrol

Ildfaste dyser kontrollerer nøjagtigt strømningshastigheden og strømmen af ​​smelten gennem størrelsen og formen på deres interne strømningskanaler. I den kontinuerlige støbningsproces samarbejder den nedsænkede dyse for eksempel med det glidende dysesystem for at justere den hastighed, hvormed det smeltede stål kommer ind i krystallisatoren for at undgå defekter forårsaget af for hurtigt eller for langsomt.

2. Beskyt smelten

Den nedsænkede dyse går dybt ind i krystallisatoren for at forhindre, at det smeltede stål udsættes for luften, reducerer oxidation og inkluderingsdannelse og forbedrer billetkvaliteten. Derudover kan det glatte design af den indvendige væg i dysen reducere turbulens i smeltestrømmen og reducere risikoen for slaggeindeslutning.

3. høj temperatur og erosionsmodstand

Deildfast dyseskal modstå virkningen af ​​smeltet stål eller slagge ved 1500-1700 ° C. Materialets høje refraktoritet og erosionsbestandighed sikrer, at det forbliver stabilt under flere støbegods og forlænger dets levetid.

4. termisk chokstabilitet

Når skylden udskiftes, eller støbningen startes og stoppes, vil dysen opleve en skarp temperaturændring. Ildfaste dyser af høj kvalitet reducerer risikoen for termisk stødekrakning ved at optimere materialeformulering og strukturel design.

5. Forhindre tilstopning

For høje aluminiumstål eller calciumholdige stål kan der genereres aluminiumoxidindeslutninger i det smeltede stål, hvilket forårsager tilstopning af dysen. Ildfaste dyser bruger ofte anti-adhæsionsmaterialer (såsom sammensatte materialer, der indeholder CAO) for at forhindre tilstopning ved at generere stoffer med lavt smeltningspunkt (såsom Cao · al₂o₃).

Anvendelsesfelter med ildfaste dyser

Ildfaste dyser er vidt brugt inden for følgende felter:

1. jern- og stålmetallurgi

SHELE: De øvre og nedre dyser bruges i bunden af ​​skylden og samarbejder med det glidende dysesystem for at kontrollere strømmen af ​​smeltet stål til tundish.
Tundish: Den opsamlingsdyse og den nedsænkede dyse bruges til at overføre smeltet stål fra tundish til krystallisatoren for at optimere den kontinuerlige støbningsproces.
Konverter og elektrisk ovn: ildfaste dyser bruges til ståludløbet til at modstå erosionen af ​​høje temperatur smeltet jern og slagge.

2. ikke-jernholdig metalsmeltning

I smeltningen af ​​ikke-jernholdige metaller såsom aluminium, kobber og magnesium bruges ildfaste dyser til smelteoverførsel og støbning, såsom guide-dyser i aluminiumslegeringsstøbning.

3. glas- og keramisk industri

Ildfaste dyser bruges til strømningskontrol af høje temperaturglas eller keramiske smelter og skal have ekstremt høj korrosionsmodstand og dimensionel stabilitet.

4. andre industrier med høj temperatur

Såsom affaldsforbrændingsanlæg, kemiske reaktorer med høj temperatur osv., Bruger ildfaste dyser til at kontrollere udledning eller transmission af høj temperaturvæsker.

Produktionsproces med ildfaste dyser

Produktionen af ​​ildfaste dyser involverer mange komplekse processer for at sikre, at deres præstationer opfylder industrielle standarder:

1. udvælgelse af råmateriale og ingredienser
Vælg aluminiumoxid med høj renhed, zirconiumoxid, grafit og andre råvarer, og kontroller strengt urenhedsindholdet. Tilsæt antioxidanter, bindemidler osv. I henhold til formelforholdet og bland jævnt.

2. støbning
Brug isostatisk presning eller højtryksstøbningsteknologi for at sikre, at dysestrukturen er tæt, og flowkanalen er præcis. Nogle dyser (såsom nedsænkningsdyser) skal dannes i komplekse former ved præcisionsforme.

3. sintring
Sintring ved høj temperatur (1400-1800 ° C) i en iltfri eller beskyttende atmosfære (såsom nitrogen) forbedrer materialestyrke og termisk stødmodstand. Nogle produkter bruger sekundær sintring eller varmebehandling for yderligere at optimere ydelsen.

4. overfladebehandling
Poliser flowkanalen eller påfør et anti-adhæsionslag (såsom Zro₂-belægning) for at forbedre korrosionsbestandighed og fluiditet. Det ydre lag kan være dækket med en metalærme eller antioxidationsbehandling.

5. Kvalitetsinspektion
Porøsiteten, revner og dimensionel nøjagtighed af dysen kontrolleres ved ikke-destruktive testmetoder såsom røntgenstråler og ultralyd. Den ildfaste ydeevne og erosionsbestandighed verificeres ved laboratoriesimuleringstest.

Fordele ved ildfaste dyser

Den brede anvendelse af ildfaste dyser i industrier med høj temperatur stammer fra dens følgende fordele:

Høj holdbarhed: Materialer og processer af høj kvalitet sikrer, at dyserne kan bruges i lang tid i ekstreme miljøer, og det enkelte liv kan nå flere timer til flere dage.
Præcis kontrol: Nøjagtigheden af ​​flowkanalens design sikrer stabiliteten af ​​smeltestrømmen og forbedrer produktkvaliteten.
Erosionsresistens: Det har stærk modstand mod kemisk erosion og mekanisk erosion af smeltet stål og slagge, hvilket reducerer vedligeholdelsesomkostningerne.
Termisk stødstabilitet: Den optimerede materialeformel reducerer risikoen for termisk stødekrakning og tilpasser sig processkravene til hyppigt start-stop.
Diversificeret design: Dyser af forskellige typer og specifikationer opfylder forskellige procesbehov og har en bred vifte af applikationsscenarier.

Som kernekomponent i industrien med høj temperatur integrerer ildfast dyse flere funktioner, såsom høj temperaturresistens, korrosionsbestandighed og flowkontrol. Det er en uundværlig "bag kulisserne helt" i jern- og stålmetallurgi, ikke-ferrisk metalsmeltning og andre industrier.