المغرفة عبارة عن حاوية لا غنى عنها في عملية صناعة الصلب.
مع التطور المستمر لتكنولوجيا الصهر ، وخاصة معالجة LF و RH خارج الفرن ، تطور دورها من أبسط الفولاذ المصهور إلى فرن يقوم بوظائف صهر معينة. إن بقاء الفولاذ المصهور على المدى الطويل في المغرفة سيؤدي حتماً إلى فقدان درجة حرارة الفولاذ المصهور ، وستؤدي الموصلية الحرارية العالية للبطانة إلى زيادة فقد تبديد الحرارة للفولاذ المصهور ، وتشوه أكثر خطورة لقذيفة المغرفة ، وزيادة معدل انخفاض درجة حرارة الفولاذ المصهور ، مما أدى إلى وجود خبث خطير معلق على جدار المغرفة. العقيدات الصلب البارد. درجة الحرارة المنخفضة المفرطة ، حتى إجبار tundish على إيقاف الصب النهائي ، لا يؤثر فقط على جودة البلاطة ، بل يقلل أيضًا من إنتاجية الفولاذ المصهور ويزيد من تكلفة الإنتاج. لذلك ، أصبحت مغرفة العزل الحراري طلبًا متزايدًا لمصانع الصلب. عادةً ما يكون الوضع الهيكلي لمغرفة العزل الحراري عبارة عن لوح عازل خفيف أو لوح نانو بالإضافة إلى طبقة دائمة مسبوكة بالإضافة إلى طبقة عمل حرارية.
تحتاج معظم الألواح العازلة للحرارة نفسها إلى طبقة من مادة مقاومة للحرارة لحمايتها. يجب أن تحمي هذه المادة مادة العزل من الضغط المفرط ، وثانيًا ، يجب أن تحمي مادة العزل من تجاوز درجة حرارة التشغيل (إذا كان يجب أن تكون أقل من 1000 درجة) ، فإن مغرفة الطبقة الدائمة المصبوبة هي مواد مهمة. يجب أن تتمتع المادة المقاومة للحرارة المثالية للطبقة الدائمة لمغرفة العزل الحراري باستقرار حراري جيد ، وعزل حراري ، ومقاومة للتآكل ، وتطبيق آمن وموثوق ، وبنية كاملة وعمر خدمة طويل. من أجل الحفاظ على أداء العزل الحراري الجيد للمغرفة وتقليل انخفاض درجة حرارة الفولاذ المصهور ، تم إجراء تقييم أداء CA6 castable و light mullite castable في هذا العمل ، وتم تطبيقه على المغرفة لتحقيق أفضل تأثير العزل الحراري الشامل.
في الوقت الحاضر ، مادة الطبقة الدائمة للمغرفة هي في الغالب عادية عالية الألومينا مسبوكة ، والمواد الخام الرئيسية هي البوكسيت. توجد أوجه القصور التالية في استخدام هذا المصبوب المقاوم للصهر: أولاً ، الموصلية الحرارية عالية ، مما يؤدي إلى فقدان الطاقة أثناء الاستخدام ؛ ثانيًا ، تكون المقاومة منخفضة ، إذا تم استخدام طبقة العمل بشكل غير طبيعي ، فإن الفولاذ المصهور يتصل مباشرة بالطبقة الدائمة عندما يكون احتمال ثقب وتسرب الفولاذ مرتفعًا ، وعامل الأمان منخفض ؛ ثالثًا ، الكثافة الظاهرية كبيرة ، ووزن المغرفة الفارغة كبير. لذلك ، لا يتم تلبية المتطلبات الخاصة لعزل المغرفة ، ويلزم تطوير نوع جديد من الطبقة الدائمة القابلة للصب ذات الخصائص الشاملة الممتازة. في هذا البحث ، تم إجراء تحضير واختبار العينة الجديدة CA6 castable و light mullite castable.
1. المواد الخام وخطة الاختبار
من بينها ، المادة الخام CA6 (CaAl12O19 ، والمختصرة باسم CA6) هي مرحلة ألومينات الكالسيوم مع أعلى محتوى من Al₂O₃ في نظام CaO-Al₂O. نقطة انصهارها 1875 درجة ، ومعامل التمدد الحراري 8. 0 × 10-6 درجة ⁻¹ ، والكثافة الظاهرية للجسيمات 2.70 جم · سم مكعب ، والمسامية الظاهرة 26.8 بالمائة . أداء حراري هذه المادة مشابه لأداء اكسيد الالمونيوم الجدولي ، والتوصيل الحراري هو 1/3 فقط من اكسيد الالمونيوم. إنه نوع جديد من مواد العزل الحراري عالية الجودة التي ظهرت في السنوات الأخيرة. CA6 castable مصنوع من CA6 كمجموع ، وجزء المصفوفة مصنوع من مسحوق اكسيد الالمونيوم الجدولي الناعم ، ومسحوق الألومينا وأسمنت ألومينات الكالسيوم كمواد رابطة. تبلغ الكثافة الظاهرية لجزيئات الموليت الخفيفة الكروية 1.59 جم سم مكعب ، والمسامية الظاهرة 38.9 بالمائة. صُنع الموليت الخفيف من كرات الموليت الخفيفة الكروية M70 الصغيرة التي يسهل اختراقها كمجموع ، وجزء المصفوفة مصنوع من مسحوق اكسيد الألمونيوم المجدول ، ومسحوق الألومينا وألومينات الكالسيوم لضمان مقاومة أفضل لتآكل الخبث لتحسين سلامة الطبقة الدائمة.
2. عملية الاختبار واختبار الأداء
تم إجراء اختبار الخصائص الفيزيائية واختبار مقاومة التآكل لنوعين من المصبوبات بعد الصب. يتم تنفيذ طرق الاختبار الفيزيائية وفقًا للمعيار الوطني أو طريقة معيار الصناعة.
نتائج وتحليل خصائص المواد
(1) الخصائص الفيزيائية
تبلغ الكثافة الظاهرية للموليت الخفيف الوزن 2.17 جم · سم مكعب ، ووزن الوحدة أقل بنسبة 24 بالمائة من تلك المستخدمة حاليًا من الألومنيوم المصبوب عالي الجودة ، ويتم تقليل الموصلية الحرارية بنسبة 16 بالمائة ، والتي يمكن أن تحقق الغرض من خفيفة الوزن وموصلية حرارية منخفضة للمغرفة. كما أن CA6 المصبوبات أخف بنسبة 5.6 بالمائة وأقل بنسبة 26 بالمائة في الموصلية الحرارية مقارنة بالقوالب المصبوبة المصنوعة من الألمنيوم العالي.
اختبار مقاومة التآكل
تم سكب الطبقة الأصلية الدائمة القابلة للمغرفة B ، و CA6 castable C الجديد ، و Light mullite castable 3 # في البوتقات على التوالي. تمت إضافة الخبث النهائي للمحول ، وتم إجراء اختبار مقاومة التآكل للبوتقة تحت ظروف الحفاظ على الحرارة 1500 درجة لمدة 3 ساعات. مراقبة فقدان الذوبان واختراق المواد المختلفة. بعد اكتمال الاختبار ، يتم قطع البوتقة ،
يتميز CA6 castable بمقاومة جيدة للتآكل والاختراق ، وتبقى كمية كبيرة من الخبث في حفرة البوتقة ؛ يتمتع المسبك الخفيف بالموليت بأعلى مقاومة للتآكل ومقاومة للاختراق ؛ الحد الفاصل بين الخبث العادي القابل للصهر ذو الطبقة العالية من الألومينا والحرارة غير واضح ، كما أن صهر البوتقة والحرارة غير واضحين. يتم صهر الخبث معًا ، وتكون مقاومة الاختراق أفضل قليلاً من مقاومة التآكل ، مما يشير إلى وجود المزيد من المراحل السائلة في الألومينا العالية القابلة للصب عند 1500 درجة ، لذلك تحتاج المادة إلى التحسين لتحسين مقاومة درجات الحرارة العالية ، والتي مهم جدا لسلامة المغرفة. تعد المسامية الدقيقة لموليت الضوء الكروي مفيدة في تحسين مقاومة التآكل والنفاذية ، لذلك يمكن أن تُظهر المادة الخفيفة أيضًا عزلًا حراريًا أفضل ومقاومة للتآكل.
طلب
يتم تطبيق الأنواع الثلاثة المذكورة أعلاه من المصبوبات على مغرفة 300t. يجب أن تتمتع مصبوبات الموليت الخفيف و CA6 المصبوبات للطبقة الدائمة لمغرفة العزل الحراري بمقاومة جيدة لتآكل الفولاذ المصهور والعزل الحراري ، وفي نفس الوقت ، تكون السلامة الهيكلية لعملية خدمة الفرن جيدة ، و تأثير العزل الحراري مستقر.
لا تزال التقنية الشاملة لكيفية تقليل تشقق مادة الطبقة الدائمة لمغرفة العزل الحراري بحاجة إلى مزيد من الدراسة.
من متوسط درجة الحرارة لكل خط خبث في كل مغرفة ، يكون الغلاف الفولاذي لخط خبث المغرفة غير المعزول أعلى من 320 درجة ، في حين أن متوسط درجة الحرارة لأربعة خطوط خبث معزولة حرارياً أقل من 280 درجة. بشكل عام ، تنخفض درجة حرارة الغلاف الفولاذي لخط الخبث. 50-100 درجة. يتراوح انخفاض درجة حرارة الغلاف الفولاذي في جزء الكسوة بين 20 و 50 درجة ، وهو ما يختلف قليلاً اعتمادًا على تكوين مادة العزل الحراري ومادة الطبقة الدائمة. ظلت مادة العزل الحراري لكيس اختبار العزل الحراري في حالة جيدة خلال فترة خدمة الفرن ، وكان متوسط درجة حرارة خط الخبث والغطاء الفولاذي للكسوة أقل من تلك الموجودة في المغرفة العادية ، مما يشير إلى أن الطبقة الدائمة لعبت دورًا جيدًا دور وقائي. من أجل ضمان السلامة ، فإن الوضع الحالي حيث تكون تشققات مادة الطبقة الدائمة الجديدة أكثر وضوحًا بعد فرنين لا يزالان بحاجة إلى التحسين والتحسين لضمان إمكانية تطبيقها على 4 أفران.
ختاماً
أصبحت مغرفة العزل الحراري مقياسًا تقنيًا مهمًا لمؤسسات الحديد والصلب لتوفير الطاقة وحماية البيئة وتحسين جودة منتجات الصلب. يتم إعطاء مادة الطبقة الدائمة للمغرفة متطلبات أعلى. تلبي الخصائص الفيزيائية لـ CA6 castable و light mullite castable متطلبات التطبيق للطبقة الدائمة للمغرفة ، وفي نفس الوقت تتمتع بعزل حراري أفضل ومقاومة للتآكل من الألومينا المسبوك عالي الألومينا التقليدي ، والذي يمكن أن يحمي العزل الحراري مادة. دور المغرفة في الحفاظ على عزل حراري جيد خلال فترة خدمة الفرن. هناك حاجة إلى مزيد من البحث المتعمق حول التكنولوجيا الشاملة لتقليل تشقق مادة الطبقة الدائمة لمغرفة العزل الحراري.
