Wat is een refractair mondstuk?

De naam van het refractaire mondstuk komt van zijn functie - het woord "Nozzle" beschrijft zijn rol als een smeltkanaal levendig, terwijl "Refractory" de duurzaamheid van hoge temperaturen benadrukt. Volgens het specifieke gebruik ervan kunnen refractaire sproeiers worden onderverdeeld in vele typen, zoals bovenste spuitmonden, onderste sproeiers, verzamelmondstukken, ondergedompelde toegangsponden (SEN), enz. Elk type heeft verschillen in structuur en materialen om aan verschillende procesvereisten te voldoen.

Wat is een refractair mondstuk?

Refractisch mondstuk is een vuurvast materiaalproduct dat wordt gebruikt voor gesmolten metaal hoge temperatuur (zoals gesmolten staal, gesmolten ijzer) of niet-metalen smeltstroomregeling, meestal geïnstalleerd in het stopcontact of schuifmondstuksysteem van metallurgische apparatuur (zoals pollepel, converter, Tundish).

Het zorgt voor de stabiliteit en veiligheid van het smelt- en gietproces door de stroomsnelheid, stroomsnelheid en stroomrichting van de smelt nauwkeurig te regelen. Raadsnelpen moeten niet alleen bestand zijn tegen extreme hoge temperaturen (meestal meer dan 1500 ° C), maar moeten ook weerstand bieden aan chemische erosie, mechanische schuur- en thermische schokschade door smelt en slak.

Samenstelling en materialen van refractaire sproeiers

De prestaties van refractaire sproeiers hangen rechtstreeks af van hun materiaalselectie en structureel ontwerp. De volgende zijn de belangrijkste componenten en materiële kenmerken:

1. Hoofdmaterialen

Aluminium koolstof (Al₂o₃-C): aluminiumoxide met hoge zuiverheid (Al₂o₃) wordt gebruikt als de hoofdcomponent en koolstofmaterialen (zoals grafiet) worden toegevoegd om thermische schokweerstand en erosiebestendigheid te verbeteren. Aluminium koolstofmondstukken worden veel gebruikt in pollepels en tundishen en zijn geschikt voor het gieten van gewoon koolstofstaal.
Aluminium zirkoniumkoolstof (Al₂o₃-Zro₂-C): zirkoniumoxide (Zro₂) wordt toegevoegd aan aluminium koolstof om de weerstand tegen hoge temperatuur erosie en thermische schok te verbeteren en is geschikt voor hoog mangaanstaal of andere speciale stalen graden.
High-alumina: met hoog-alumina bauxiet als de belangrijkste grondstof, is het geschikt voor lage-vereiste gelegenheden of gewone koolstofstaalgast en heeft het lage kosten.
Magnesium-koolstof (MGO-C): met magnesiumoxide (MGO) als de matrix, worden koolstofmaterialen toegevoegd, geschikt voor slakomgeving met een hoge alkaliteit of speciale stalen klassen.
Gesmolten kwarts: gebruikt voor het gieten van wat koolstofarme stalen of non-ferro legeringen, het heeft een goede thermische schokweerstand, maar zwakke erosiebestendigheid.
Composietmaterialen: zoals composietmonden met zirkoniumoxidekern en hoog-aluminium buitenlaag, waarbij de voordelen van verschillende materialen worden gecombineerd om de prestaties te optimaliseren.

2. Structureel ontwerp

Refractaire sproeierszijn meestal cilindrisch of conisch, met precieze stroomkanalen binnen (diafragma is over het algemeen 10-100 mm) om de smeltstroomsnelheid te regelen. Sommige sproeiers (zoals onderdompelingsproducten) zijn ontworpen met speciale vormen, zoals zijgaten of elliptische uitgangen, om de stroomveldverdeling van gesmolten staal in de kristallizer te optimaliseren. De buitenste laag kan worden bedekt met een metalen huls (zoals een ijzeren mouw) om de mechanische sterkte te verbeteren en thermische schokken te voorkomen.

3. Functionele additieven

Om de prestaties te verbeteren, worden de volgende additieven vaak toegevoegd aan refractaire sproeiers:

Antioxidanten: zoals silicium (SI) en aluminium (AL) poeders, om te voorkomen dat koolstofmaterialen bij hoge temperaturen oxideren.

Stabilisatoren: zoals oxiden zoals calcium (CaO) en magnesium (MGO), om de weerstand van de thermische schok en erosiebestendigheid te verbeteren.

Bindmiddelen: zoals harsen en asfalt, om de vormsterkte en hoge temperatuurstabiliteit te verbeteren.

Functies van refractaire sproeiers

Refractaire sproeiers voeren meerdere belangrijke functies uit in metallurgische processen op hoge temperatuur:

1. Stroomregeling

Raadsnelles regelen precies de stroomsnelheid en stroom van de smelt door de grootte en vorm van hun interne stroomkanalen. In het continue gietproces werkt het ondergedompelde mondstuk bijvoorbeeld samen met het schuifmondstuksysteem om de snelheid aan te passen waarmee het gesmolten staal de kristallizer binnenkomt om defecten te voorkomen die door te snel of te langzaam zijn veroorzaakt.

2. Bescherm de smelt

Het ondergedompelde mondstuk gaat diep in de kristallizer om te voorkomen dat het gesmolten staal wordt blootgesteld aan de lucht, de vorming van oxidatie en inclusie te verminderen en de kwaliteit van de billet te verbeteren. Bovendien kan het soepele ontwerp van de binnenwand van het mondstuk de turbulentie in de smeltstroom verminderen en het risico op slakopname verminderen.

3. Weerstand op hoge temperatuur en erosiebestand

Devuurvastmoet bestand zijn tegen de impact van gesmolten staal of slakken bij 1500-1700 ° C. De hoge refractoriness en erosiebestendigheid van het materiaal zorgt ervoor dat het stabiel blijft tijdens meerdere gietstukken en verlengt de levensduur.

4. Thermische schokstabiliteit

Wanneer de pollepel wordt vervangen of het gieten wordt gestart en gestopt, zal het mondstuk een scherpe temperatuurverandering ervaren. Hoogwaardige refractaire sproeiers verminderen het risico op thermische schokbraak door materiaalformulering en structureel ontwerp te optimaliseren.

5. Voorkom verstopping

Voor hoog-aluminium staal of calciumbevattend staal kunnen aluminiumoxide-insluitsels worden gegenereerd in het gesmolten staal, waardoor verstopping van het mondstuk wordt veroorzaakt. Raadsnelpen gebruiken vaak anti-adhesiematerialen (zoals composietmaterialen die CAO bevatten) om verstopping te voorkomen door stoffen met een laag smeltende punt te genereren (zoals Cao · Al₂o₃).

Toepassingsvelden van refractaire sproeiers

Raadsnelpen worden op grote schaal gebruikt in de volgende velden:

1. IJzer- en stalen metallurgie

Schedel: De bovenste en onderste sproeiers worden aan de onderkant van de pollepel gebruikt en werken samen met het schuifmondstuksysteem om de stroom van gesmolten staal naar de Tundish te regelen.
Tundish: het verzamelmondstuk en het ondergedompelde mondstuk worden gebruikt om gesmolten staal van de Tundish naar de kristallizer over te dragen om het continue gietproces te optimaliseren.
Converter en elektrische oven: Raadsnelpen worden gebruikt voor de stalen uitlaat om de erosie van gesmolten ijzer en slak hoge temperatuur te weerstaan.

2. Niet-ferrometaal smelt

Bij het smelten van non-ferrometalen zoals aluminium, koper en magnesium worden refractaire sproeiers gebruikt voor smelttransmissie en gieten, zoals geleidemonden in aluminiumlegering van aluminiumlegering.

3. Glas- en keramische industrie

Raadsnelpen worden gebruikt voor de stroomregeling van hoge temperatuur glas of keramische smelt, en moeten een extreem hoge corrosieweerstand en dimensionale stabiliteit hebben.

4. Andere industrieën op hoge temperatuur

Zoals afval verbrandingsovens, chemische reactoren op hoge temperatuur, enz., Worden refractaire sproeiers gebruikt om de afvoer of overdracht van vloeistoffen op hoge temperatuur te regelen.

Productieproces van refractaire sproeiers

De productie van refractaire sproeiers omvat veel complexe processen om ervoor te zorgen dat hun prestaties voldoen aan industriële normen:

1. Selectie van grondstof en ingrediënten
Selecteer aluminiumoxide, zirkoniumoxide, grafiet en andere grondstoffen, en controleer het gehalte aan onzuiverheid strikt. Voeg antioxidanten, bindmiddelen, enz. Toevoegen volgens de formuleverhouding en meng het gelijkmatig.

2. Gieten
Gebruik isostatische pers- of hogedrukvormtechnologie om ervoor te zorgen dat de mondstukstructuur dicht is en het stroomkanaal nauwkeurig is. Sommige sproeiers (zoals onderdompelingspouts) moeten door precisievormen worden gevormd in complexe vormen.

3. Sintering
Sinteren bij hoge temperatuur (1400-1800 ° C) in een zuurstofvrije of beschermende atmosfeer (zoals stikstof) verhoogt de materiaalsterkte en thermische schokweerstand. Sommige producten gebruiken secundaire sinters of warmtebehandeling om de prestaties verder te optimaliseren.

4. Oppervlaktebehandeling
Poets het stroomkanaal polijsten of breng een anti-adhesielaag (zoals Zro₂-coating) aan om de corrosieweerstand en de vloeibaarheid te verbeteren. De buitenste laag kan worden bedekt met een metalen huls of anti-oxidatiebehandeling.

5. Kwaliteitsinspectie
De porositeit, scheuren en dimensionale nauwkeurigheid van het mondstuk worden gecontroleerd door niet-destructieve testmethoden zoals röntgenfoto's en echografie. De refractaire prestaties en erosiebestendigheid worden geverifieerd door laboratoriumsimulatietests.

Voordelen van refractaire sproeiers

De brede toepassing van refractaire sproeiers in industrieën op hoge temperatuur komt voort uit de volgende voordelen:

Hoge duurzaamheid: materialen en processen van hoge kwaliteit zorgen ervoor dat de sproeiers lange tijd in extreme omgevingen kunnen worden gebruikt en dat de enkele levensduur enkele uren tot meerdere dagen kan bereiken.
Nauwkeurige controle: de nauwkeurigheid van het stroomkanaalontwerp zorgt voor de stabiliteit van de smeltstroom en verbetert de productkwaliteit.
Erosiebestendigheid: het heeft een sterke weerstand tegen chemische erosie en mechanische erosie van gesmolten staal en slak, waardoor de onderhoudskosten worden verlaagd.
Thermische schokstabiliteit: de geoptimaliseerde materiaalformule vermindert het risico op thermische schokscheuren en past zich aan de procesvereisten van frequente start-stop aan.
Diversified Design: Nozzels van verschillende typen en specificaties voldoen aan verschillende procesvereisten en hebben een breed scala aan toepassingsscenario's.

Als kerncomponent van de industrie op de hoge temperatuur, integreert refractaire mondstuk meerdere functies zoals weerstand met hoge temperatuur, corrosieweerstand en stroomcontrole. Het is een onmisbare "achter de schermen held" in de ijzer- en stalen metallurgie, non-ferrometaal smelten en andere industrieën.