Co to jest dysza ogniotrwałe?

Nazwa dysza ogniotrwałego pochodzi od jej funkcji - słowo „dysz” żywo opisuje swoją rolę jako kanał stopu, podczas gdy „ogniotrwały” podkreśla jego trwałość w środowiskach o wysokiej temperaturze. Zgodnie z jego specyficznym zastosowaniem dysz opornych na wiele rodzajów, takich jak górne dysze, dysze dolne, dysze kolekcjonerskie, zanurzone dysze wejściowe (SEN) itp. Każdy typ ma różnice w strukturze i materiałach, aby spełnić różne wymagania procesu.

Co to jest dysza ogniotrwałe?

Dysza ogniotrwała jest produktem materiału opornego na oporność stosowaną do stopionego metalu o wysokiej temperaturze (takiej jak stopiona stal, stopione żelazo) lub niemetaliczne sterowanie przepływem stopu, zwykle instalowane w systemie wylotowym lub przesuwanym dyszy metallurgicznej (takiego jak kadzi, konwerter, tundish).

Zapewnia stabilność i bezpieczeństwo procesu wytopu i odlewania poprzez dokładne kontrolowanie natężenia przepływu, natężenia przepływu i kierunku przepływu stopu. Dysze ogniotrwałe nie tylko muszą wytrzymać ekstremalne wysokie temperatury (zwykle ponad 1500 ° C), ale także muszą oprzeć się erozji chemicznej, szorowaniu mechanicznym i uszkodzeniu wstrząsu termicznego w stosunku do stopu i żużla.

Skład i materiały dysz opornych

Wydajność refrakcyjnych dysz zależy bezpośrednio od ich wyboru materiału i konstrukcji strukturalnej. Poniżej znajdują się główne elementy i charakterystyka materialna:

1. Materiały główne

Aluminiowy węgiel (AL₂O₃-C): Alumina o wysokiej czystości (AL₂O₃) jest stosowana jako główny składnik, a materiały węglowe (takie jak grafit) dodaje się w celu zwiększenia odporności na wstrząsy termiczne i odporność na erozję. Aluminiowe dysze węglowe są szeroko stosowane w kadziach i tundishach i nadają się do odlewania zwykłej stali węglowej.
Aluminiowy węgiel cyrkonu (Al₂o₃-Zro₂-C): tlenek cyrkonu (Zro₂) dodaje się do węgla glinu w celu poprawy odporności na erozję o wysokiej temperaturze i wstrząs termiczny i jest odpowiedni do stali manganu lub innych specjalnych stalowych gatunków.
Wysokie guzek: z boksytem wysokiejalistą jako głównym surowcem, nadaje się ono na okazje o niskiej zawartości lub zwykłego odlewu stali węglowej i ma niski koszt.
Karbon magnezu (MGO-C): W przypadku tlenku magnezu (MGO), gdy macierz dodaje się materiały węglowe, odpowiednie do środowiska żużla o wysokiej alkalistyce lub specjalnych stalowych gatunków.
Szybowany kwarc: Używany do odlewania stali o niskiej zawartości węgla lub nieżelaznych stopów, ma dobrą odporność na wstrząsy termiczne, ale słabą odporność na erozję.
Materiały kompozytowe: takie jak dysze kompozytowe z rdzeniem tlenku cyrkonu i zewnętrzną warstwą wysokopoziomową, łącząc zalety różnych materiałów w celu optymalizacji wydajności.

2. Projekt konstrukcyjny

Dysze ogniotrwałesą zwykle cylindryczne lub stożkowe, z precyzyjnymi kanałami przepływowymi w środku (apertura wynosi na ogół 10-100 mm) w celu kontrolowania prędkości przepływu stopu. Niektóre dysze (takie jak dyszę immersyjne) zostały zaprojektowane ze specjalnymi kształtami, takimi jak otwory boczne lub gniazda eliptyczne, w celu zoptymalizowania rozkładu pola przepływu stopionego stali w krystalizatorze. Zewnętrzna warstwa może być pokryta metalowym rękawem (takim jak żelazny rękaw) w celu zwiększenia wytrzymałości mechanicznej i zapobiegania pęknięciu wstrząsu cieplnego.

3. Dodatki funkcjonalne

Aby poprawić wydajność, do dysz opornych na dysze często dodawane są następujące dodatki:

Przeciwutleniacze: takie jak proszki krzemowe (SI) i aluminium (AL), aby zapobiec utlenianiu materiałów węglowych w wysokich temperaturach.

Stabilizatory: takie jak tlenki, takie jak wapń (CAO) i magnez (MGO), w celu zwiększenia odporności na wstrząsy termiczne i odporność na erozję.

Spoiwa: takie jak żywice i asfalt, w celu poprawy siły formowania i stabilności wysokiej temperatury.

Funkcje dysz opornych

Dysze ogniotrwałe wykonują wiele kluczowych funkcji w procesach metalurgicznych o wysokiej temperaturze:

1. Kontrola przepływu

Dysze ogniotrwałe precyzyjnie kontrolują natężenie przepływu i przepływ stopu przez rozmiar i kształt ich wewnętrznych kanałów przepływowych. Na przykład w procesie ciągłego odlewania zanurzona dyszy współpracuje z systemem dyszy ślizgowej, aby dostosować prędkość, z jaką stopiona stal wchodzi do krystalizatora, aby uniknąć wad spowodowanych zbyt szybkimi lub zbyt wolnymi.

2. Chroń stopienie

Zanurzona dysza wchodzi głęboko w krystalizator, aby zapobiec wystawieniu stopionej stali na powietrze, zmniejszenie utleniania i tworzenia włączenia oraz poprawa jakości kęsów. Ponadto gładka konstrukcja wewnętrznej ściany dyszy może zmniejszyć turbulencje przepływu stopu i zmniejszyć ryzyko włączenia żużla.

3. Wysoka temperatura i odporność na erozję

.dysza ogniotrwałaMusi wytrzymać wpływ stopionej stali lub żużla w 1500-1700 ° C. Wysoka oporność na refraktory i erozję materiału zapewniają, że pozostaje on stabilny podczas wielu odlewów i przedłuża jego żywotność.

4. Stabilność wstrząsu termicznego

Po wymianie kadzi lub odlewanie zostanie uruchomione i zatrzymane, dysza odczuwa ostrą zmianę temperatury. Wysokiej jakości dysza ogniotrwałe zmniejszają ryzyko pęknięcia wstrząsu termicznego poprzez optymalizację formułowania materiału i konstrukcji strukturalnej.

5. Zapobiegaj zatkaniu

W przypadku stali o wysokiej zawartości stali lub stali zawierającej wapń wtrącenia tlenku glinu mogą być generowane w stopionej stali, powodując zatkanie dyszy. Dysze ogniotrwałe często wykorzystują materiały antyadezji (takie jak materiały kompozytowe zawierające CAO), aby zapobiec zatkaniu poprzez generowanie substancji o niskiej zawartości pomieszania (takie jak Cao · al₂o₃).

Pola zastosowania dysz opornych

Dysze ogniotrwałe są szeroko stosowane w następujących polach:

1. Metallurgia żelaza i stalowa

Ladle: Górne i dolne dyszę są używane na dnie kadzi i współpracują z przesuwnym systemem dyszy, aby kontrolować przepływ stopionej stali do Tundish.
Tundish: Dysza kolekcjonerska i zanurzona dyszy są używane do przenoszenia stopionej stali z Tundish na krystalizator w celu zoptymalizowania procesu odlewania ciągłego.
Przekształcenie i piec elektryczny: Dysze ogniotrwałe są używane do stalowego gniazdka, aby wytrzymać erozję wysokiej temperatury stopionego żelaza i żużla.

2. Nieżelazne wytapanie metali

W wytapieniu metali nieżelaznych, takich jak aluminium, miedź i magnez, dysze ogniotrwałe są używane do transmisji i odlewania stopu, takie jak dysze w odlewie ze stopu aluminium.

3. Przemysł szkła i ceramiczny

Dysze ogniotrwałe są używane do kontroli przepływu w wysokiej temperaturze szkła lub ceramicznych stopów i muszą mieć wyjątkowo wysoką odporność na korozję i stabilność wymiarową.

4. Inne branże w wysokiej temperaturze

Takie jak spalarni śmieci, chemiczne reaktory w wysokiej temperaturze itp., Dysze oporne są stosowane do kontrolowania rozładowania lub przenoszenia płynów o wysokiej temperaturze.

Proces produkcyjny dysz opornych

Produkcja refrakcyjnych dysz obejmuje wiele złożonych procesów, aby zapewnić, że ich wyniki spełniają standardy przemysłowe:

1. Wybór surowców i składniki
Wybierz tlenek glinu o wysokiej czystości, tlenku cyrkonu, grafitu i innych surowców oraz ściśle kontroluj zawartość zanieczyszczenia. Dodaj przeciwutleniacze, segregatory itp. Zgodnie ze stosunkiem wzoru i równomiernie wymieszaj.

2. Listwa
Użyj technologii prasowania izostatycznego lub wysokiego ciśnienia, aby upewnić się, że struktura dyszy jest gęsta, a kanał przepływu jest precyzyjny. Niektóre dysze (takie jak dysze zanurzenia) muszą być uformowane w złożone kształty przez precyzyjne formy.

3. Spiekanie
Spiekanie w wysokiej temperaturze (1400-1800 ° C) w atmosferze bez tlenu lub ochronnej (takiej jak azot) zwiększa wytrzymałość materiału i odporność na wstrząs termiczny. Niektóre produkty wykorzystują wtórne spiekanie lub obróbkę cieplną w celu dalszej optymalizacji wydajności.

4. Obróbka powierzchniowa
Polerowaj kanał przepływowy lub nałóż warstwę antyadhezji (taką jak powłoka Zro₂), aby poprawić odporność na korozję i płynność. Zewnętrzna warstwa może być pokryta metalowym rękawem lub obróbką przeciwutleniającą.

5. Inspekcja jakości
Porowatość, pęknięcia i dokładność wymiarowa dyszy są sprawdzane metodami testowania nieniszczącego, takich jak promieniowanie rentgenowskie i ultradźwięki. Rezystancja refrakcyjnej i odporności na erozję jest weryfikowana za pomocą laboratoryjnych testów symulacji.

Zalety opornych dysz

Szerokie zastosowanie dysz opornych w branżach w wysokiej temperaturze wynika z jego następujących zalet:

Wysoka trwałość: wysokiej jakości materiały i procesy zapewniają, że dysze mogą być używane przez długi czas w ekstremalnych środowiskach, a pojedyncze życie może osiągnąć kilka godzin do kilku dni.
Precyzyjna kontrola: dokładność projektu kanału przepływowego zapewnia stabilność przepływu stopu i poprawia jakość produktu.
Odporność na erozję: ma silną odporność na erozję chemiczną i erozję mechaniczną stopionej stali i żużla, zmniejszając koszty utrzymania.
Stabilność wstrząsu termicznego: Zoptymalizowany formuła materiału zmniejsza ryzyko pękania wstrząsu termicznego i dostosowuje się do wymagań procesowych częstego startowego start.
Zróżnicowany projekt: Dysze różnych typów i specyfikacji spełniają różne wymagania procesowe i mają szeroki zakres scenariuszy aplikacji.

Jako podstawowy składnik przemysłu o wysokiej temperaturze, dysza ogniotrwała integruje wiele funkcji, takich jak oporność w wysokiej temperaturze, opór korozji i kontrola przepływu. Jest to niezbędny „bohater zakulisowy” w metalurgii żelaza i stalowej, nieżelaznego wytopu metalu i innych branż.