耐火ノズルとは何ですか？

耐火性ノズルの名前はその機能に由来します - 「ノズル」という言葉は、その役割を溶融チャネルとして鮮明に説明し、「難治性」は高温環境での耐久性を強調しています。その特定の用途によれば、耐火性ノズルは、上部ノズル、下部ノズル、コレクターノズル、水没したエントリノズル（SEN）などの多くのタイプに分割できます。各タイプには、さまざまなプロセス要件を満たすための構造と材料の違いがあります。

耐火ノズルとは何ですか？

耐火性ノズルは、高温溶融金属（溶融鋼、溶融鉄など）または非金属溶融フロー制御に使用される耐火物材料製品で、通常は冶金機器（ラドル、コンバーター、トゥンディッシュなど）の出口またはスライドノズルシステムに設置されています。

溶融物の流量、流量、流れ方向を正確に制御することにより、製錬および鋳造プロセスの安定性と安全性を保証します。耐火性ノズルは、極端な高温に耐える必要があるだけでなく、溶融物やスラグによる化学侵食、機械的精査、熱衝撃損傷に抵抗する必要があります。

耐火性ノズルの組成と材料

耐火性ノズルの性能は、材料の選択と構造設計に直接依存します。以下は、その主要なコンポーネントと材料特性です。

1。主な材料

アルミニウム炭素（Al₂o₃-C）：高純度アルミナ（Al₂O₃）が主成分として使用され、熱衝撃耐性と浸食抵抗性を高めるために炭素材料（グラファイトなど）が追加されます。アルミニウムの炭素ノズルは、ひしゃくやタンディッシュで広く使用されており、通常の炭素鋼の鋳造に適しています。
アルミニウムジルコニウム炭素（al₂o₃-Zro₂-C）：酸化ジルコニウム（Zro₂）をアルミニウム炭素に加えて、高温侵食と熱ショックに対する耐性を改善し、高マンガン鋼または他の特別な鋼鉄グレードに適しています。
High-Alumina：高アルミナボーキサイトを主な原材料として、それは低い要約または通常の炭素鋼鋳造に適しており、低コストです。
マグネシウム - 炭素（MGO-C）：酸化マグネシウム（MGO）をマトリックスとして、炭素材料が追加され、高アルカリ度スラグ環境または特別な鋼鉄グレードに適しています。
融合クォーツ：低炭素鋼または非鉄合金の鋳造に使用されますが、優れた熱衝撃耐性がありますが、侵食抵抗が弱いです。
複合材料：酸化ジルコニウムコアと高アルミニウム外層を備えた複合ノズルなど、異なる材料の利点を組み合わせてパフォーマンスを最適化します。

2。構造設計

耐火ーノズル通常、円筒形または円錐形であり、溶融流量を制御するために内部（一般に10〜100 mm）内に正確な流れチャネルがあります。いくつかのノズル（浸漬ノズルなど）は、クリスタルライザーの溶融鋼の流れ場分布を最適化するために、サイドホールや楕円形などの特別な形状で設計されています。外側の層は、機械的強度を高め、熱衝撃亀裂を防ぐために、金属スリーブ（鉄のスリーブなど）で覆われている場合があります。

3。機能的な添加物

パフォーマンスを向上させるために、次の添加物が耐火性ノズルに追加されることがよくあります。

抗酸化剤：シリコン（SI）やアルミニウム（AL）粉末など、炭素材料が高温で酸化するのを防ぐ。

安定剤：カルシウム（CAO）やマグネシウム（MGO）などの酸化物など、熱耐性と侵食抵抗を強化します。

バインダー：樹脂やアスファルトなど、成形強度と高温安定性を改善します。

耐火性ノズルの機能

耐火性ノズルは、高温冶金プロセスで複数のキー関数を実行します。

1。フロー制御

耐火性ノズルは、内部フローチャネルのサイズと形状を通る溶融率と流れを正確に制御します。たとえば、連続鋳造プロセスでは、水没したノズルがスライドノズルシステムと協力して、溶融鋼が閉塞器に入る速度を調整して、速すぎるか遅すぎることによって引き起こされる欠陥を避けます。

2。溶融物を保護します

水没したノズルは、溶融鋼が空気にさらされるのを防ぎ、酸化と包含の形成を減らし、ビレットの品質を改善するのを防ぐために、晶菌剤の奥深くに入ります。さらに、ノズルの内壁の滑らかな設計により、溶融流の乱流を減らし、スラグ包含のリスクを減らすことができます。

3。高温および侵食抵抗

耐衝撃性ノズル1500-1700°Cでの溶融鋼またはスラグの影響に耐える必要があります。材料の高い屈折率と侵食抵抗により、複数の鋳物中に安定したままで、耐用年数が長くなります。

4。熱ショックの安定性

ひしゃくが交換されるか、キャスティングが開始されて停止すると、ノズルは急激な温度変化を経験します。高品質の耐火性ノズルは、材料の定式化と構造設計を最適化することにより、熱衝撃亀裂のリスクを軽減します。

5.詰まりを防ぎます

高アルミニウム鋼またはカルシウム含有鋼の場合、アルミナ包含物が溶融鋼で生成され、ノズルの詰まりを引き起こす可能性があります。耐火性ノズルは、多くの場合、低融点物質（CaO・al₂o₃など）を生成することで詰まりを防ぐために、抗付着材料（CAOを含む複合材料など）を使用します。

耐火性ノズルのアプリケーションフィールド

耐火性ノズルは、次のフィールドで広く使用されています。

1。鉄および鋼の冶金

WADLE：上部と下部のノズルは、ひしゃくの底で使用され、スライドノズルシステムと協力して、溶融鋼の流れをタンディッシュに制御します。
Tundish：収集ノズルと浸漬ノズルを使用して、溶融鋼をタンディッシュからクリスタルライザーに伝達して、連続鋳造プロセスを最適化します。
コンバーターと電気炉：耐火物ノズルは、高温溶融鉄とスラグの侵食に耐えるために鋼の出口に使用されます。

2。非鉄金属製錬

アルミニウム、銅、マグネシウムなどの非鉄金属の製錬では、アルミニウム合金鋳造のガイドノズルなど、溶融伝達や鋳造に耐火性ノズルが使用されます。

3。ガラスおよびセラミック産業

耐火性ノズルは、高温ガラスまたはセラミック溶融物のフロー制御に使用され、非常に高い腐食抵抗と寸法の安定性を持つ必要があります。

4。その他の高温産業

ゴミ焼却炉、化学的な高温反応器など、耐火性ノズルは、高温液の排出または伝達を制御するために使用されます。

耐衝撃性ノズルの生産プロセス

耐火性ノズルの生産には、多くの複雑なプロセスが含まれ、そのパフォーマンスが産業基準を満たすことを保証します。

1。原料の選択と成分
高純度のアルミナ、酸化ジルコニウム、グラファイト、その他の原料を選択し、不純物の含有量を厳密に制御します。式の比率に応じて抗酸化物質、バインダーなどを追加し、均等に混ぜます。

2。成形
等張力のプレスまたは高圧成形技術を使用して、ノズル構造が密度が高く、フローチャネルが正確であることを確認します。いくつかのノズル（浸漬ノズルなど）は、精密金型によって複雑な形状に形成する必要があります。

3。焼結
酸素を含まないまたは保護雰囲気（窒素など）で高温（1400〜1800°C）で焼結すると、材料強度と熱衝撃耐性が向上します。一部の製品は、性能をさらに最適化するために、二次焼結または熱処理を使用しています。

4。表面処理
フローチャネルを磨くか、耐性耐性と流動性を改善するために、吸収防止層（Zro₂コーティングなど）を適用します。外層は、金属スリーブまたは酸化防止処理で覆われている場合があります。

5。品質検査
ノズルの気孔率、亀裂、および寸法精度は、X線や超音波などの非破壊検査方法によってチェックされます。難治性の性能と侵食抵抗は、実験室シミュレーションテストによって検証されます。

耐衝撃性ノズルの利点

高温産業における耐火性ノズルの幅広いアプリケーションは、次の利点に起因します。

高い耐久性：高品質の材料とプロセスにより、ノズルが極端な環境で長い間使用できるようになり、数時間から数日に達することができます。
正確な制御：フローチャネル設計の精度により、溶融流の安定性が保証され、製品の品質が向上します。
侵食抵抗：溶融鋼とスラグの化学的侵食と機械的侵食に対する強い耐性があり、メンテナンスコストが削減されます。
熱ショックの安定性：最適化された材料式は、熱衝撃亀裂のリスクを減らし、頻繁なスタートストップのプロセス要件に適応します。
多様化された設計：さまざまなタイプと仕様のノズルは、さまざまなプロセス要件を満たし、幅広いアプリケーションシナリオを持っています。

高温産業のコアコンポーネントとして、耐火性ノズルは、高温抵抗、耐食性、フロー制御などの複数の機能を統合します。これは、鉄および鋼の冶金、非鉄金属製錬、その他の産業に不可欠な「舞台裏のヒーロー」です。