أنواع المواد الخام المقاومة للحرارة للصب المستمر للمواد الوظيفية

تشير المواد الحرارية الوظيفية للصب المستمر إلى قضيب التوصيل المتكامل, (مغرفة) فوهة طويلة, والفوهة المغمورة, الأجزاء الثلاثة الرئيسية للصب المستمر. بعض الناس يشملون أيضًا لوحة شريحة المغرفة, لوحة الشريحة Tundish, والفوهة الندية, والتي يتم تضمينها جميعا. تُعرف المواد الحرارية الكربونية عمومًا بالمواد الحرارية المرتبطة بالكربون. أصبح هيكل التحكم في تدفق اللوحة المنزلقة النادرًا بشكل متزايد ويميل إلى استبداله بقضبان التوصيل.

أنواع المواد الخام المقاومة للحرارة للصب المستمر للمواد الوظيفية ومتطلبات أداء المواد

يتطلب الصب المستمر أن تتمتع المواد الحرارية الوظيفية بمقاومة جيدة للصدمات الحرارية, مقاومة تآكل الخبث الاصطناعي, مقاومة تآكل الفولاذ السائل, وقوة مناسبة لدرجات الحرارة العالية. تختلف هذه المتطلبات المميزة اعتمادًا على استخدام الأجزاء, أنواع الصلب, وظروف الصهر للأجزاء الثلاثة الرئيسية.

فوهة مغمورة

(1) مقاومة ممتازة للصدمات الحرارية. يتم تسخين الفوهة بشكل عام إلى 1100 درجة مئوية قبل الاستخدام, لكن درجة حرارة الفولاذ المنصهر أثناء الصب المستمر تصل إلى 1500 درجة مئوية. تحتاج الفوهة إلى تحمل فرق درجة حرارة الصدمة الحرارية بمقدار 400 درجة مئوية بالداخل 1 ثانية.
(2) لديها مقاومة جيدة لتآكل خبث العفن. عززت مادة كربون الزركونيوم المستخدمة في خط الخبث من مقاومة تآكل الخبث بسبب إدخال ZrO2. لكن, تتعرض مادة كربون الزركونيوم لخطر انفجار الصدمة الحرارية بسبب محتواها المنخفض من الكربون وتغير طور ZrO2. لذلك, يشترط عدم التبريد كثيرًا بعد التسخين المسبق. سريع. في نفس الوقت, إذا كانت مادة كربون الزركونيوم على اتصال مباشر بالفولاذ المنصهر في الفتحة الداخلية, محتوى الجرافيت وقوة الترابط منخفضة, وسيتم صهره بسرعة تحت تآكل تدفق الفولاذ عالي السرعة. لذلك, يجب استخدامه مع مادة الكربون الألومنيوم الرئيسية أو مادة البطانة.
(3) لديها مقاومة جيدة لتآكل الفولاذ المنصهر, وخاصة الثقب الداخلي, والتي يجب أن تكون مقاومة لكل من تآكل الفولاذ المنصهر والتآكل الكيميائي. نادرًا ما يتآكل جزء الجسم المغمور في جهاز التبلور, وهو السبب الرئيسي لاختيار فوهة الألومنيوم المغمورة بالكربون.
(4) خصائص جيدة مضادة للانسداد. يعتبر الترسيب وانسداد الفوهة مشكلة أكثر خطورة وشائعة من تآكل الثقب الداخلي, خاصة بالنسبة لصب الفولاذ المقتول بالألمنيوم. في الوقت الحالي, يعد تغيير نمط المادة والتدفق طريقًا تقنيًا مثاليًا لحل مشكلة الانسداد.
(5) تعتبر متطلبات القوة في درجات الحرارة العالية ذات أهمية خاصة وهي أعلى من تلك الخاصة بالفوهات الطويلة وقضبان التوصيل. لا يمكن للفولاذ المنصهر أن يسقط إلى القاع عندما يصطدم, ولا يمكن أن تنكسر عندما يتأرجح الفولاذ المنصهر. نظريا, قوة الانحناء عند درجة حرارة عالية عند 1200 درجة مئوية مطلوبة للوصول إلى 2.5MPa. في الإنتاج الفعلي, يتم التحكم في قوة الانثناء في درجة الحرارة العادية بعد الاحتراق بحيث لا تقل عن 6MPa.

سدادة متكاملة

(1) مقاومة جيدة للصدمات الحرارية, ولكن ليس بنفس متطلبات الفوهة المغمورة والفوهة الطويلة, لأن قضيب السدادة يتم غمره فقط في الفولاذ المنصهر من الخارج بدلاً من الفتحة الداخلية, ويتم نقل الحرارة من الخارج إلى الداخل; فضلاً عن ذلك, غالبًا ما يتم تعبئة قضيب السدادة بالسندش في نفس الوقت, كما أن التسخين المسبق يقلل أيضًا من متطلبات مقاومة الصدمات الحرارية.
(2) لا تمثل مقاومة تآكل الخبث في الأصل مشكلة بالنسبة لقضبان التوصيل. لكن, مع انتشار وتطبيق عوامل التغطية عالية القلوية والزيادة المستمرة في عدد أفران الصب المستمر, خاصة أن الصب المستمر للقضبان المربعة والقضبان المستديرة يتطلب صبًا مستمرًا 20 ساعات. كما ذكر أعلاه, تم تسليط الضوء على تآكل خط خبث قضيب التوصيل بواسطة عامل التغطية الخبث والخبث. من الصعب مقاومة المواد الكربونية المصنوعة من الألومنيوم بشكل عام. قامت العديد من الشركات المصنعة بتركيب مواد كربون الزركونيوم, مثل مواد كربون الزركونيوم لخطوط خبث الفوهة المغمورة والألمنيوم العادي. كل مادة كربونية 50%(ث) تفاقم.
(3) كلما زادت مقاومة التآكل للفولاذ المنصهر, كلما كان ذلك أفضل, وخاصة مادة رأس القضيب. وذلك لأن منطقة رأس القضيب تتعرض للتآكل والتآكل المستمر بسبب الفولاذ المنصهر المضطرب للغاية. سيؤدي التآكل السريع إلى ضعف التحكم في التدفق أو الصب النهائي غير المنضبط. في الوقت الحاضر, مواد كربون ألومنيوم عالية الجودة أو مواد مركبة من كربون الزركونيوم (تنطبق على معظم الفولاذ الكربوني) ومواد الكربون المغنيسيوم (تنطبق على جميع أنواع الصلب, وخاصة الفولاذ عالي الأكسجين, ارتفاع المنغنيز الصلب, الصلب المعالج بالكالسيوم, ومواد الكربون الألومنيوم الأخرى ليست مناسبة لأنواع الفولاذ المطبقة).
(4) مؤشر قوة درجة الحرارة العالية غير مطلوب لأن جدار قضيب التوصيل سميك نسبيًا وله قوة كافية. لذلك, تقريبا جميع الشركات المصنعة سحق, شاشة, ومنتجات النفايات الجافة, مواد النفايات, تحول المواد, وجمع الغبار المواد المعاد تدويرها في عملية الإنتاج. مشوي (أو حرق لإزالة الكربون) وأضف مرة أخرى إلى مادة جسم القابس, عن 50% (ث) يمكن تقديمه. نظرًا لأن قضيب التوصيل يحتاج إلى التثبيت عموديًا أثناء الاستخدام ويقوم بإجراء نبضات ترددية عالية التردد, هناك أيضًا الحد الأدنى من متطلبات القوة. بشكل عام, يجب ألا تقل قوة انثناء مادة الجسم في درجة حرارة الغرفة بعد الاحتراق عن 4 ميجا باسكال.

فوهة طويلة

(1) مقاومة ممتازة للصدمات الحرارية. لا تحتاج الفوهات الطويلة عمومًا إلى التسخين المسبق وهي كبيرة الحجم, وبالتالي فإن متطلبات مقاومة الصدمات الحرارية هي الأكثر صرامة. يوجد حاليًا تقنيتان رئيسيتان للتعامل مع هذه المشكلة. الأول هو طريقة أكسدة الجدار الداخلي في أوروبا. يتم إطلاق الفوهة الطويلة بطريقة الإطلاق العاري. الخارج مزجج, فم الوعاء مغطى, ويكون جسم الثقب الداخلي في جو مؤكسد, تشكيل طبقة أكسيد 1 ل 2 ملم وطبقة متحولة تبلغ حوالي 1.5 مم لتخفيف الصدمة الحرارية. عند فتح المغرفة وصب الفولاذ المنصهر بدرجة حرارة عالية تزيد عن 1500 درجة مئوية, فهو يؤثر بشكل مباشر على طبقة العزل الحراري القابلة للتنفس, مما يؤخر التأثير الحراري المباشر على الجسم الخارجي المصنوع من الكربون والألومنيوم ويضمن مقاومة الصدمات الحرارية; والثاني هو طريقة الجدار الداخلي للعزل الحراري المطورة محليًا, الذي يستخدم الألومينا أو أكسيد. إن الجدار الداخلي المشكل مسبقًا من مواد الموصلية الحرارية المنخفضة مثل كرات الزركونيوم المجوفة أو الخرز العائم له أيضًا تأثير جيد في مقاومة الصدمات الحرارية, لكن عملية التصنيع معقدة بعض الشيء. فضلاً عن ذلك, بعض التقنيات المضادة للانسداد الخالية من الكربون, مثل إدخال مواد التبطين مثل الموليت, الإسبنيل, وزركونات الكالسيوم, ليست حساسة للصدمة الحرارية الناتجة عن الفتح والصب بسبب عدم وجود الجرافيت أو انخفاض محتوى الكربون بشكل كبير. تم أيضًا تحسين مقاومة الصدمات الحرارية للفوهة إلى حد ما.
(2) مقاومة التآكل الخبث. مثل قضيب التوصيل, يجب أن يكون سلك الخبث مركبًا من الكربون والزركونيوم أثناء الصب على المدى الطويل.
(3) لديها مقاومة جيدة لتآكل الفولاذ السائل, خاصة عندما يتطلب الأمر الصب المستمر لفترة طويلة, سيكون تآكل تدفق الفولاذ خطيرًا. يجب اختيار مادة يمكنها توفير مقاومة كافية للصدمات الحرارية ومقاومة للتآكل; في التصميم, ويمكن اعتبار أن معالجته تختلف عن الجزء العلوي من الجسم الذي يتعرض للجو, تنويعها وتركيبها, والتحكم في التكاليف بشكل فعال.
(4) متطلبات القوة هي أيضا عالية قدر الإمكان. الحد الأدنى لمتطلبات قوة جسم الفوهة الطويلة هو أن تصل قوة الانثناء في درجة حرارة الغرفة بعد الاحتراق إلى 6 ميجا باسكال.