Що таке вогнетривка насадка?

Назва рефрактерної насадки походить від своєї функції - слово "насадка" яскраво описує його роль як розплавний канал, тоді як "рефрактерна" підкреслює його довговічність у високотемпературних середовищах. Відповідно до свого конкретного використання, рефрактерні форсунки можна розділити на багато типів, наприклад, верхні форсунки, нижні форсунки, колекторні форсунки, затоплені форсунки (SEN) тощо. Кожен тип має відмінності в структурі та матеріалах для задоволення різних вимог до процесу.

Що таке вогнетривка насадка?

Рефрактерна насадка-це рефрактерний матеріальний продукт, що використовується для високотемпературного розплавленого металу (наприклад, розплавленої сталі, розплавлене залізо) або неметалічного управління потоком розплаву, зазвичай встановлюється в розетці або ковзаючій системі металургійного обладнання (наприклад, ковша, перетворювача, тюніста).

Це забезпечує стабільність та безпеку процесу виплавки та лиття, точно контролюючи швидкість потоку, витрата та напрямок потоку розплаву. Рефрактерні форсунки не тільки повинні протистояти екстремальній високій температурі (як правило, понад 1500 ° C), але й повинні протистояти хімічній ерозії, механічному вилученню та пошкодженню теплового удару від розплаву та шлаку.

Склад та матеріали вогнетривких форсунок

Продуктивність вогнетривких форсунок безпосередньо залежить від їх вибору матеріалу та структурної конструкції. Нижче наведено його основні компоненти та матеріальні характеристики:

1. Основні матеріали

Алюмінієвий вуглець (Al₂o₃-C): Алюмінія з високою чистотою (Al₂o₃) використовується як основний компонент, а для підвищення стійкості до удару та стійкості до ерозії додається вуглецеві матеріали (такі як графіт). Алюмінієві вуглецеві форсунки широко використовуються в ковшах і тундах, і підходять для лиття звичайної вуглецевої сталі.
Алюмінієвий вуглець цирконію (Al₂o₃-Zro₂-C): оксид цирконію (Zro₂) додається до алюмінієвого вуглецю для поліпшення стійкості до ерозії високої температури та теплового удару і підходить для високої марганцевої сталі або інших спеціальних сталевих класів.
Висока кульміна: з високим вмістом бокситу в якості основної сировини, він підходить для низьких випадків або звичайного лиття вуглецевої сталі та має низьку вартість.
Магній-вуглець (MGO-C): з оксидом магнію (MGO) як матриці додаються вуглецеві матеріали, придатні для середовища шлаків високої лупи або спеціальних сталевих класів.
Злитий кварц: Використовується для лиття трохи вуглецевої сталі або не кольорові сплави, він має хорошу стійкість до теплового удару, але слабку стійкість до ерозії.
Композитні матеріали: такі як композитні форсунки з ядром оксиду цирконію та високолюміневим зовнішнім шаром, поєднуючи переваги різних матеріалів для оптимізації продуктивності.

2. Структурна конструкція

Рефрактерні форсункиЗазвичай циліндричні або конічні, з точними каналами потоку всередині (діафрагма, як правило, 10-100 мм) для контролю швидкості потоку розплаву. Деякі насадки (наприклад, форсунки для занурення) розроблені з спеціальними формами, такими як бічні отвори або еліптичні торгові точки, для оптимізації розподілу поля потоку розплавленої сталі в кристалізаторі. Зовнішній шар може бути покритий металевим рукавом (наприклад, залізним рукавом) для посилення механічної міцності та запобігання тріщин теплового удару.

3. Функціональні добавки

Для підвищення продуктивності до вогнетривких форсунок часто додають наступні добавки:

Антиоксиданти: такі як кремнію (SI) та алюмінієві (AL) порошки, щоб запобігти окисленню вуглецевих матеріалів при високих температурах.

Стабілізатори: такі як оксиди, такі як кальцій (CAO) та магній (MGO), для підвищення стійкості до теплового удару та стійкості до ерозії.

В'яжучі: такі як смоли та асфальт, щоб покращити міцність на формування та високотемпературну стабільність.

Функції рефрактерних форсунок

Рефрактерні форсунки виконують декілька ключових функцій у високотемпературних металургійних процесах:

1. Контроль потоку

Рефрактерні форсунки точно контролюють швидкість потоку та потік розплаву через розмір і форму їх внутрішніх каналів потоку. Наприклад, у процесі безперервного лиття натоплена насадка співпрацює з системою розсувної насадки, щоб регулювати швидкість, з якою розплавлена ​​сталь потрапляє в кристалізатор, щоб уникнути дефектів, спричинених занадто швидкими або занадто повільними.

2. Захистіть розплав

Запрована насадка заглиблюється в кристалізатор, щоб запобігти впливу розплавленої сталі на повітря, зменшити окислення та формування включення та покращити якість заготовки. Крім того, гладка конструкція внутрішньої стінки насадки може зменшити турбулентність в потоці розплаву та зменшити ризик включення шлаку.

3. Висока температура та стійкість до ерозії

Звогнетривка насадкаПотрібно витримати вплив розплавленої сталі або шлаку при 1500-1700 ° C. Висока рефрактерність та ерозійна стійкість матеріалу гарантують, що він залишається стабільним під час декількох кастинг і продовжує термін служби.

4. Термічний удар стабільності

Коли ковш буде замінений або кастинг запускається і зупиняється, насадка зазнає різкої зміни температури. Високоякісні рефрактерні форсунки знижують ризик розтріскування теплового удару, оптимізуючи формулювання матеріалу та структурну конструкцію.

5. запобігти засміченню

Для сталі з високим алюмінієвим або кальцієм сталь, включення глинозему може генеруватися в розплавленій сталі, викликаючи засмічення насадок. Рефрактерні форсунки часто використовують антиадгезійні матеріали (такі як композитні матеріали, що містять CAO) для запобігання засмічення, генеруючи точкові речовини з низькою розвороткою (наприклад, CAO · al₂o₃).

Поля застосування рефрактерних форсунок

Рефрактерні форсунки широко використовуються в таких полях:

1. Металургія заліза та сталі

Кущ: Верхні та нижні форсунки використовуються внизу ковша і співпрацюють із системою ковзаючої насадки для управління потоком розплавленої сталі до тунда.
Tundish: Збірна насадка та занурена насадка використовуються для перенесення розплавленої сталі з тунда в кристалізатор для оптимізації безперервного процесу лиття.
Перетворювач та електрична піч: рефрактерні форсунки використовуються для витримки сталевої розетки, щоб протистояти ерозії високотемпературного розплавленого заліза та шлаку.

2. Неплавливий для кольорових металів

У плаванні кольорових металів, таких як алюміній, мідь та магній, для передачі та лиття та лиття, такі як направляючі форсунки, використовуються алюміній, мідь та магній, такі як направляючі форсунки в литтях алюмінієвих сплавів.

3. Скляна та керамічна промисловість

Рефрактерні форсунки використовуються для контролю потоку високотемпературних скляних або керамічних розплавів, і вони повинні мати надзвичайно високу стійкість до корозії та розмірність розмірів.

4. Інші високотемпературні галузі

Такі як сміттєві спалювальні засоби, хімічні високотемпературні реактори тощо, рефрактерні форсунки використовуються для контролю розряду або передачі високотемпературних рідин.

Виробничий процес вогнетривких форсунок

Виробництво вогнетривких форсунок передбачає безліч складних процесів, щоб забезпечити їхню продуктивність промислові стандарти:

1. Вибір сировини та інгредієнти
Виберіть глинозему з високою чистотою, оксид цирконію, графіт та іншу сировину та суворо контролюйте вміст домішок. Додайте антиоксиданти, в'яжучі тощо відповідно до співвідношення формули і рівномірно перемішайте.

2. Моложення
Використовуйте ізостатичне пресування або технологію лиття високого тиску, щоб гарантувати, що структура насадки є щільною, а потоковий канал є точним. Деякі насадки (наприклад, форсунки для занурення) повинні бути сформовані у складні форми за точними формами.

3. Спікання
Спікання при високій температурі (1400-1800 ° C) у без кисню або захисній атмосфері (наприклад, азот) підвищує міцність матеріалу та стійкість до термічного удару. Деякі продукти використовують вторинне спікання або теплову обробку для подальшої оптимізації продуктивності.

4. Поверхнева обробка
Пошліфуйте канал потоку або нанесіть анти-адгезійний шар (наприклад, покриття Zro₂) для поліпшення резистентності та плинності корозій. Зовнішній шар може бути покритий металевим рукавом або проти окислення.

5. Огляд якості
Пористість, тріщини та розмірна точність насадки перевіряються методами неруйнівного тестування, такими як рентген та ультразвукове дослідження. Рефрактерна ефективність та ерозійна стійкість перевіряються тестами на лабораторне моделювання.

Переваги вогнетривких форсунок

Широке застосування вогнетривких форсунок у високотемпературних галузях випливає з наступних переваг:

Висока міцність: високоякісні матеріали та процеси гарантують, що форсунки можуть використовуватися протягом тривалого часу в екстремальних умовах, а єдине життя може досягти декількох годин до декількох днів.
Точний контроль: Точність конструкції потокового каналу забезпечує стабільність потоку розплаву та покращує якість продукції.
Ерозійна стійкість: вона має сильну стійкість до хімічної ерозії та механічної ерозії розплавленої сталі та шлаку, зменшуючи витрати на обслуговування.
Стабільність теплового шоку: оптимізована формула матеріалу знижує ризик розтріскування теплового удару та адаптується до вимог до процесів частого стартового стопу.
Диверсифікований дизайн: форсунки різних типів та технічних характеристик відповідають різним вимогам процесу та мають широкий спектр сценаріїв застосування.

Як основна компонент високотемпературної промисловості, рефрактерна насадка інтегрує кілька функцій, таких як висока температура, стійкість до корозії та контроль потоку. Це незамінний "закулісний герой" у металургії заліза та сталі, кольорових кольорових металів та інших галузей.