Magneesiasüsiniktellison elektrikaarahjude ja põhihapnikuahjude vooderdistele - domineeriv tulekindlate materjalide valik ning seda on olnud juba aastakümneid. Selle kombinatsioon kõrgest MgO-sisaldusest, grafiidi mitte-märgumisest sulametalli ja räbu suhtes ning soojusjuhtivus, mis hoiab tellise jahedana läbi vee-paneeliabi, muudab selle kõige usaldusväärsemaks materjaliks terasetootmisnõus valitsevate tingimuste jaoks.
Kuid "domineeriv" ei tähenda ühtlast. Sama MgO-C tellise määramine igas EAF-i või BOF-i tsoonis või selle vaikimisi muutmine ilma süsinikuvajadust uurimata tekitab vooderdused, mis kas tõrjuvad enneaegselt tsoonides, mis vajasid rohkem, või maksavad tsoonides, mis vajasid vähem, oluliselt rohkem kui vaja. Ja puhta terase tootmisel, kus tulekindlast materjalist kogunev süsinik saastab soojust, pole standardne MgO-C tellis mitte ainult suboptimaalne, - see on vale materjal.
Miks on grafiit süsinik, mitte MgO?
Enamik MgO{0}}C telliseid määravaid insenere keskendub peamiselt MgO sisaldusele ja puhtusele. MgO kvaliteet on oluline, eriti räbukindluse seisukohalt. - Kõrgema puhtusastmega sulatatud magneesium, mis on üle 97% MgO, tagab parema vastupidavuse räbu läbitungimisele kui sama nominaalpuhtusega paagutatud magneesium. Kuid muutuja, mis määrab kõige otsesemalt, kuidas tellis käitub terasetootmisanuma igas tsoonis, on süsinikusisaldus ja see juhib jõudlust samaaegselt kahes suunas.
MgO{0}}C telliskivi grafiit täidab mitmeid funktsioone. Selle mitte-niisutav omadus nii sulaterase kui ka räbu suhtes takistab tungimist tellise mikrostruktuuri - räbu, mis ei saa pinda niisutada, ei suuda lahustada selle taga olevaid MgO-terasid. Selle kõrge soojusjuhtivus loob läbi tellise järsu termilise gradiendi, hoides kuuma pinna temperatuuri allpool temperatuuri, mille juures räbu MgO kiiresti lahustuks. Ja selle olemasolu pideva faasina tellismaatriksis pärsib pragude levimist termilise šoki korral - grafiidi paindlik kristallstruktuur neelab deformatsioonienergiat, mis purustaks puhtalt oksiidkeraamika.
Suurem süsinikusisaldus võimendab kõiki kolme mõju. 18% süsinikusisaldusega tellis takistab tõhusamalt räbu läbitungimist, säilitab tõhusamalt termilise gradiendi ja neelab termilise šoki paremini kui sama telliskivi 10% süsinikusisaldusega. Kuid see kaotab ka rohkem soojust läbi anuma kesta -, mis on oluline energiatõhususe ja kesta temperatuuri jaoks -, ning oksüdeerub kiiremini tsoonides, kus ahju atmosfäär oksüdeerub väljalülitatud-kuumuse ajal. Süsinikoksüdatsioon tekitab tellises CO-gaasi, mis väljub ja jätab kuumale pinnapinnale maha dekarboniseeritud, nõrgenenud kihi. Dekarbureeritud MgO{9}}C tellis käitub süsiniku esiosa sissepoole tõmbudes üha enam nagu madala tugevusega magneesiumoksiidtellis.
Seetõttu on süsinikusisalduse valik -tsoonispetsiifiline, mitte ahju-ülene.
Zone{0}}by-Zone Carbon and MgO Selection
EAF räbu liin ja kuumad kohad
Räbujoon - tsoon, mis puutub kokku räbuvanni pinnaga - ja otse elektroodide vastas olevad kuumad kohad on EAF-i kõrgeimad kulumisasendid. Temperatuurid ulatuvad 1600 kuni 1700 kraadini, räbu keemia on agressiivne (tavaliselt aluseline, CaO/SiO₂ suhe üle 2,5) ja kaarekiirgus puutub otseselt kokku kuuma koha tellistega. Need tsoonid nõuavad ahju suurimat süsinikusisaldust -, tavaliselt 16–20% - koos sulatatud magneesiumisisaldusega üle 97% MgO. Kõrge grafiidisisaldus on siin oluline, kuna termilise gradiendi efekt kaitseb tellise pinda räbu lahustumise eest ja grafiidi mittemärguv käitumine kuumal pinnal takistab räbu infiltratsiooni kuumuse ajal. Antioksüdantide lisandid - alumiinium, räni või boorkarbiid - on nende klasside standardvarustuses, et aeglustada süsiniku oksüdatsiooni oksüdeeriva räbu -väljalülitamise perioodidel.
EAF tünn ja külgsein räbujoone kohal
Räbujoone kohal olev tünni tsoon näeb madalamat temperatuuri kui räbu joon ja vähem otsest kontakti räbuga. Süsinikusisaldus langeb selles tsoonis 12–16%-ni -, mis on piisav soojuslöögikindluse ja mitte-niiskumise säilitamiseks, kuid madalam kui räbuliini spetsifikatsioon, et vähendada soojuskadu anuma külgseina kaudu ja oksüdatsiooni. Paagutatud magneesium 95–96% MgO on siin sageli piisav esmaklassilise sulatatud magneesiumi asemel, mis on räbuliinil õigustatud, kuid lisab tünnile tarbetuid kulusid.
BOF-i tünni ja trunnioni tsoonid
Põhilistes hapnikuahjudes kulgeb tünni tsoon kogu anuma kõrgusel laadimispadja ja räbuliini vahel. Hapnikulöögi ajal näeb BOF-i tünn intensiivset termilist tsüklit ja räbu pritsmeid. Süsinikusisaldus selles tsoonis on tavaliselt 12–16%, millele on lisatud antioksüdante, et takistada hapnikutoru oksüdeerivat atmosfääri. Pöördtsoon - on struktuuriliselt kõige olulisem asend, kuna see kannab laeva pöörlemiskoormust -, kasutades keemilise vastupidavuse ja mehaanilise terviklikkuse tasakaalustamiseks kõrgema MgO puhtuse ja kontrollitud süsinikusisaldusega telliseid. Toru pragunemine on konstruktsiooni rike, mitte ainult kulumisviga, mistõttu nõuab see tsoon tünnist eraldiseisvat spetsifikatsiooni, mitte räbu liini klassi kasutamist.
Kolde ja põhi
EAF-i koldetellised asuvad terasvanni all ja puutuvad kokku sulametalliga 1550–1650 kraadi juures. Siin kasutatakse MgO-C, kuid väiksema süsinikusisaldusega kui külgsein - tavaliselt 8–12% -, kuna mitte-niisumine terase kui räbu vastu ei nõua kõrgeimat grafiidifraktsiooni ning kolde struktuurne terviklikkus terasvanni täismassi all on olulisem projekteerimispiirang kui räbu takistus. Mõned BOF-i põhjad kasutavad selles asendis tellise asemel magneesiumi{12}}põhist püstsegu, paigaldades põhja kampaaniate vahel, kuna see kulub, mitte ei vooderdada seda iga kampaania pöörde ajal.
Kui MgO{0}}C on vale valik: ultra-madala süsinikusisaldusega terase tootmine
Magneesiumoksiidtelliste põhiline piirang peitub selle nimes: see sisaldab süsinikku. EAF-is või vahukulbis, mis toodab ülimalt-madala süsinikusisaldusega terast - elektrilisi teraseid, autode süvatõmbekrassi-ja teatud roostevaba teraseid, kus süsinikusisaldus peab olema alla 0,003% -, on iga terasvanniga kokkupuutuv tulekindel pind potentsiaalseks süsinikuallikaks. Süsinik kandub tellistest sulatisse nii otsese lahustumise kui ka CO-gaasi redutseerimise kaudu teras-tellise liideses. Standardne MgO-C telliskivi 14% süsinikusisaldusega vahukulbiga räbu liinis aitab kaasa mõõdetavale süsiniku kogumisele selles kulbis töödeldavale kuumusele.
Tööstusharu reageeris sellele piirangule kahel viisil. Madala -süsinikuga MgO-C telliskivi -, mille süsinikusisaldus on vähendatud 5–8%-ni, kui grafiit asendatakse mitte--oksiidlisanditega -, vähendab süsiniku ülekandmist, säilitades samal ajal MgO-C räbukindluse ja termilise šoki käitumise. Vähendatud grafiidisisaldus suurendab tellise haavatavust räbu läbitungimise ja termilise šoki pragunemise suhtes, mida kompenseerib kõrgem MgO puhtus ja agressiivsemad antioksüdantide pakendid. Puhta terase tootmisel kasutatavate kulbide räbu liinide puhul on standardne spetsifikatsioon madala -süsiniku MgO-C juures 5–8% grafiidiga.
Kõige nõudlikumate puhta terase rakenduste jaoks - vaakumdegaseeritud üli-madala süsinikusisaldusega terased ja positsioonid, kus isegi madala -süsiniku MgO-C tekitab vastuvõetamatu süsiniku kogumise - magneesiumspinell võimagneesium-alumiinium tellisilma süsinikuta ei anna süsiniku saastumise ohtu. Need materjalid kaotavad räbukindluse ja MgO-C termilise šoki taluvuse, mis on vastuvõetav konkreetsetes anumaasendites, kus neid kasutatakse, kuid ei asenda üldiselt kogu vooderdust.
Antioksüdantide küsimus
Iga reklaamMgO-C tellisklass sisaldab antioksüdantseid lisandeid - metalli- või karbiidühendeid, mis reageerivad kõrgel temperatuuril eelistatavalt hapnikuga, kaitstes grafiidifaasi oksüdatsiooni eest. Antioksüdandi valik määrab, millisel temperatuuril kaitse aktiveerub ja millised oksüdatsiooniproduktid tellisesse jäävad.
Alumiiniumipulber aktiveerub suhteliselt madalal temperatuuril (üle 800 kraadi) ja moodustab in situ Al₂O3, mis täidab poorid ja aeglustab hapniku difusiooni grafiiti. See on standardsete MgO-C klasside kõige levinum antioksüdant. Räni aktiveerub veidi kõrgemal temperatuuril ja moodustab SiC ja hiljem SiO₂, mis loob viskoosse klaasfaasi, mis tihendab dekarbureeritud tsooni. Al ja Si - Al-Si komposiitantioksüdant - kombinatsioon tagab kõige laiema kaitsva temperatuurivahemiku ja on praegu tööstuse eelistus EAF- ja BOF-räbu liiniklasside jaoks.
Boorkarbiid (B4C) pakub kõige tõhusamat oksüdatsioonikaitset temperatuuril üle 1500 kraadi, kus Al- ja Si-lisandid on juba ära kasutatud. Seda lisatakse väikestes kogustes (tavaliselt 1–3%) koos peamise antioksüdandiga, mitte ainsa lisandina, ja selle maksumus piirab selle kasutamist kõrgeima kvaliteediga kõige tugevamini oksüdeerivates töökohtades.
Millest alustada uue projekti täpsustamisel
Esimene küsimus ei ole "milline MgO{0}}C klass?" See on "millised tsoonid kontrollivad voodri eluiga ja milline on nende rikkemehhanism?" Räbu joonte erosioon ja kuumade punktide kadu on keemiast{1}} tingitud rikked, mille puhul kõrgem MgO puhtus ja süsinikusisaldus on sobiv lahendus. Süsiniku oksüdeerumine tünnis väljalülitatud-kuumaperioodidel on oksüdatsioonist- tingitud rike, mille puhul antioksüdantide valik ja süsinikusisalduse vähendamine võivad olla tõhusamad kui kõrgem MgO puhtus. Termošoki pragunemine tangris on struktuurne rike, mille puhul lahuse määravad grafiidisisaldus ja MgO tera suuruse jaotus, mitte MgO puhtuse tase.
Vooder, mis kasutab kogu veresoones ühte klassi, käsitleb kõiki rikkerežiime samaväärsetena, kui need seda ei ole. Kulude erinevus esmaklassilise sulatatud magneesiumoksiidi räbu liini ja standardse paagutatud magneesiumoksiidi tünni kvaliteedi vahel on märkimisväärne -, mida rakendatakse 30–40% anuma mahust, mis on tünni tsoon, mitte räbu joon. See erinevus on kampaania tulekindla eelarve puhul oluline.
MgO{0}}C telliste kvaliteedi valimiseks ahju tsooni järgi, süsinikusisalduse spetsifikatsiooni jaoks puhta terase rakenduste jaoks või magneesiumoksiidsüsiniktelliste projekti tarnimiseks EAF-i, BOF-i ja kulbide vooderdistele,võtke ühendust Thermaxcel Refractorygateie ahju tüübi, anuma mõõtmete ja terase kvaliteedinõuetega.
