Pengenalan kepada Tunpinggan
Pengeluaran logam moden tidak akan berfungsi tanpa tundishes, di mana pengeluaran akan menjadi tidak cekap dan lebih mahal. Melalui penggunaan tunastori yang dibarisi, proses pemutus logam amat dipertingkatkan. Komponen teras lapisan tundish seperti kromit dan anthracite boleh didapati dari Pegmatite Afrika - pembekal industri pilihan untuk pelbagai refraktori dan mineral untuk industri pengasas.
A tundish adalah peranti yang digunakan dalam pemutus logam. Ia adalah mana-mana kapal terbuka dengan lubang di bahagian bawah untuk menghasilkan logam lebur pada kadar yang terkawal ke dalam kulat pemutus. Ia sering digunakan di antara Smelting dan lakonan untuk memastikan aliran yang konsisten dan terkawal, sambil membolehkan switchover pemilihan pemutus kulat jika perlu. Tunat sering diperbuat daripada keluli dan dibarisi dengan beberapa jenis liner, yang sentiasa bahan refraktori, selalunya dalam bentuk bata. Bahan refraktori yang digunakan sebagai sarung, atau komponen dalam sarung tundish, termasuk anthracite, chromite dan serbuk kaca antara lain. Beberapa 7 daripada semua bahan refraktori di Eropah digunakan untuk tunat dan dalam lakonan yang berterusan (1, 2), dengan 5 yang dihormati daripada ini akan ke tapak pelupusan selepas penggunaan (3). Tunat adalah berkait rapat dengan ladles, yang digunakan untuk mengangkut logam lebur daripada Relau kepada yang lebih awal daripada pemutus. Baldi-baldi yang besar dan dibarisi refraktori ini beroperasi sangat mirip dengan tundishes dan dengan itu prinsip-prinsip untuk reka bentuk lapisan tundish dan bahan-bahan yang sebahagian besarnya terpakai kepada wanita juga.
Pemutus berterusan mewakili perubahan langkah dalam pengeluaran logam, memastikan kecekapan yang lebih besar berdasarkan kadar penggunaan peralatan yang lebih tinggi dan sedikit sebanyak tiada kemerosotan dalam proses bahan leper. Teknik pemutus berterusan moden menggunakan tundishes yang sangat dioptimumkan boleh meneruskan lebih daripada 1,000 lapisan wanita sebelum lapisan wanita perlu diganti(4). Tundishes hanya satu bahagian daripada sistem yang sangat rumit yang secara kolektif membawa ore logam sepanjang jalan ke blok logam halus. Tanpa tundishes dan kesannya terhadap kaedah pemutus yang berterusan, pengasas moden dan kilang keluli akan kurang cekap, menyebabkan kos yang lebih tinggi untuk pembeli logam.
Dengan reka bentuk, tundishes cenderung menjadi bentuk geometri yang mudah - seperti palung memanjang. Ini adalah untuk memudahkan pembuatan tetapi juga kemudahan memohon dan mengeluarkan lapisan tundish apabila diperlukan. Reka bentuk mesti mengambil kira untuk memastikan bahawa aliran dikekalkan - walaupun kecerurun mudah boleh digunakan untuk mencapai matlamat ini.
Reka bentuk Lapisan Tundish
Lindish adalah, dalam banyak kes, hal ehwal berlapis. Lapisan bahan refraktori yang berbeza pada ketebalan yang berbeza dikaitkan dengan panjang umur tumbuhan yang dipersoalkan(5). A refraktori bahan yang bersentuhan dengan logam lebur sering magnesia berasaskan dan boleh plaster (disembur pada) atau bentuk bata. Seterusnya adalah ' lapisan sandaran ', yang merupakan lapisan terbesar oleh ketebalan dan jisim dan menyediakan sebahagian besar sifat penebat haba. Ia sering alumina berasaskan. Akhirnya, terdapat 'lapisan keselamatan' antara alumina dan cangkerang keluli luar tundish untuk memastikan ia tidak mencapai suhu kritikal keselamatan (6).
Komponen utama yang boleh dilakukan oleh orang-orang yang menggunakan bata refraktori yang bertentangan dengan monoliths. Ini adalah kerana bata adalah lebih mudah/murah untuk menghasilkan daripada monolith, dan bata ini boleh digantikan apabila diperlukan, tetapi secara keseluruhan monolith lebih tahan lama daripada bata. Tunat sering tidak begitu panjang, dan jadi keperluan untuk menggunakan peranti seperti monolith untuk pusingan sudut adalah kejadian yang sangat jarang berlaku. Lapisan yang mesti mampu menahan kejutan haba, tahan untuk kehilangan haba dan menahan kakisan/pengoksidaan-semua tempoh masa yang berpanjangan. Adalah penting bahawa sejuk logam lebur dan pepejal dalam acuan, oleh itu tundishes terlindung dengan beberapa lapisan refraktori seperti yang disebutkan sebelum ini (7).
Secara keseluruhan, ia boleh dikatakan bahawa lapisan yang ideal akan mempunyai kualiti yang berikut:
- Keupayaan untuk menahan suhu melebihi 1,500 °C
- Penyelenggaraan bentuknya pada suhu tinggi
- Tentangan terhadap serangan oleh Sanga
- Tidak mempunyai interaksi kimia atau fizikal dengan logam lebur
Bahan-bahan yang Digunakan Untuk Lapisan Tundish
Selepas tempoh masa, sesuatu tunan perlu menjadi ' deskulled '. Iaitu, sisa keluli keras/slag yang membentuk selepas tempoh yang panjang pemprosesan di bahagian bawah daripada tundish. Bahan deskulled sering boleh diperkenalkan semula kepada fasa relau peburu atau letupan sebelumnya - papak yang hadir tidak akan menimbulkan masalah di sini.
Ia adalah penting untuk mempertimbangkan bukan sahaja sifat bahan itu sendiri apabila memilih refraktori untuk tundish linings, tetapi hartanah yang timbul dari bentuk fizikal yang diperlukan. Tundishes yang dibarisi dengan lapisan bata refraktori cenderung perlu diganti lebih awal daripada lapisan yang diperbuat daripada monolitik atau dicurahkan refraktori (8), dengan data yang menunjukkan bahawa batu bata boleh bertahan kurang daripada lima haba sebelum perlu diganti atau dibaiki semula, berbanding melebihi 30 untuk monolith. Liner telah diperbuat daripada sodium silicate, dibentuk daripada reaksi hidroxide silika dan natrium.
Biasa, lapisan bahan untuk pemutus keluli termasuk silika, magnesia dan alumina. Satu kebimbangan dengan menggunakan refraktori slika tulen untuk lapisan tundish adalah bahawa ia dapat mengoksidakan bahan-bahan tertentu dalam keluli lebur, contohnya mangan dalam keluli Hadfield (9). Laporan mencadangkan bahawa di bawah keadaan tertentu, lapisan oksida mangangan boleh membentuk pada antara muka keluli lebur-tunat, dengan itu menurunkan keluli dan mengurangkan kecekapan tundish itu sendiri.
Beberapa komponen dan bahan tambahan lain yang digunakan secara meluas kepada-tundish dibincangkan di bawah.
Kaca
Dalam penalaan, slika dan / atau kaca tanah boleh digunakan untuk membuang oksida besi dari besi lebur atau keluli. Dalam menanggalkan oksida ini, ia boleh menghalang serangan hiliran dan sumbangan kepada pengeluaran yang berlebihan yang boleh memudaratkan kepada refraktori. Slica dapat membuang oksida besi dari keluli, dari terowong dan dari keluli cair itu sendiri (10) - ini adalah ciri yang sangat berguna. Kaca tanah berkongsi tingkah laku ini. Dalam aluminium membunuh pengeluaran keluli, menggunakan kaca tanah menafikan keperluan untuk menggunakan kalsium silicide yang akan dimasukkan untuk menukar zarah alumina yang ingkar dalam cair. Kuantiti pada susunan 122 g kaca tanah satu tan logam leper adalah mencukupi. Silikon kalsium sangat mudah terbakar dan dikenali dengan pembakaran spontan di udara. Pengeluaran keluli membunuh aluminium menggunakan kaca tanah secara meluas kerana ia dapat menggantikan kalsium silicide untuk penukaran baki aluminium dan Aluminium oksida dalam keluli lebur. Sebagai sebahagian daripada pelapik tundish, cullet kaca tanah boleh digunakan dan berkelakuan sebagai flux, membantu membersihkan logam lebur (11), memberi manfaat haba dan mampu faedah hiliran termasuk meningkatkan ductility dan machinability.
Habuk arang batu /Anthracite Serbuk
Magnesia karbon adalah bahan refraktori yang diperbuat daripada magnesia
dan sumber karbon, seperti
debu arang batu, anthracite atau graphite(12). Salah satu kelebihan utama magnesia-karbon adalah bahawa karbon kini menyentatkan pengembangan magnesia pada suhu yang tinggi, memberikan satu bahan jangka panjang yang lebih stabil. Ia juga telah dilaporkan bahawa spalling haba (retak permukaan refraktori pada suhu, dengan kemungkinan bahagian-bahagian pecah) dikurangkan dengan peningkatan kandungan graphite / anthracite (13). Modulus muda bahan itu juga dikatakan ditingkatkan dengan tambahan karbon(14). Dalam pengeluaran besi dan keluli, kemerosotan lapisan terowong karbon magnesia boleh dipercepatkan oleh pengoksidaan karbon oleh oksida besi (15), kesannya boleh dikurangkan dengan penambahan kuantiti kecil aluminium. Anthracite boleh dimasukkan dalam kuantiti sehingga 15.
Pasir Chrome
Magnesia Chrome adalah satu pilihan yang popular refraktori untuk tundish lapisan dan logam bukan ferus. Ia terdiri daripada magnesia
dan pasir krom
yang telah disembuhkan ke dalam bata refraktori berliang, dengan penambahan kromite yang bertanggungjawab untuk sifat-sifat kekonduksian haba yang dipertingkatkan berbanding dengan magnesia tulen. Lapisan tundish sendiri sering diperbuat daripada krom yang mengandungi bahan refraktori - ini sebenarnya adalah pilihan lapisan yang paling banyak digunakan kerana toleransi haba bahan krom yang unggul, kestabilan dan juga - penting - rintangan terhadap serangan kimia (16). Biasanya digunakan sebagai sebahagian daripada bata refraktori krom magnesia, krom yang hadir menambah lagi haba, kimia dan toleransi kejutan kepada bata mangan yang sudah berprestij. Kegunaan lain yang biasa dan berkaitan dalam persekitaran refraktori dan penalaan termasuk plaster refraktori (sangat serupa dengan simen refraktori yang disebutkan sebelumnya), yang digunakan untuk mengisi jurang antara batu bata dan jurang antara monoliths yang lebih kecil jika monolith besar tidak boleh digunakan. Plaster refraktori biasanya plaster mangan-berat dan dalam banyak kes adalah mencukupi sendiri. Penambahan krom meningkatkan toleransi haba plaster dan mengurangkan keupayaan plaster untuk ditebus oleh slica atau komponen berbahaya lain yang mungkin timbul daripada papak..
Sebagai tambahan kepada bata refraktory konvensional dan linings, Chrome mendapati penggunaan di ruang pemutus yang berterusan sebagai sebahagian daripada plaster magnesia bertambah baik. Plaster ini sering digunakan sebagai lapisan atas (bersentuhan dengan logam lebur) di atas refraktori 'konvensional', atau untuk menutup sendi antara bata refraktori. Ia secara tradisinya terdiri terutamanya magnesia berkabur, yang mempunyai kecenderungan untuk dimusnahkan dengan kehadiran kalsium oksida atau slica dalam sanga pada api yang tinggi. Dalam yang moden, plaster yang dipertingkatkan, jumlah yang besar magnesia digantikan dengan chromite dan olivine, setakat yang kurang. Kehadiran kromit mengurangkan jurang asas, oleh itu mencegah penembusan plaster refraktori dengan slag(17). Prestasi refraktori keseluruhan meningkat dengan menggunakan krom, begitu juga dengan hayat lapisan tundish itu sendiri.
Keselamatan Berkenaan dengan refraktori berasaskan Chrome
Hexavalent kromium adalah toksik kepada manusia. Walaupun pembuatan krom jenis refraktori biasanya menggunakan hanya chromite (mengandungi hanya trivalen kromium, CR (III)), transformasi melalui pengoksidaan telah diperhatikan (17) dalam magnesia-Chrome refraktori dan tundish linings. Kemungkinan lebih CR (VI) lebih besar dengan lebih chromite yang digunakan dalam refraktori, tetapi penambahan Titanium dioksida boleh mencegah transformasi skala besar untuk CR (VI). Rawatan tersebut telah dilaporkan sebagai mengurangkan kandungan CR (VI) dengan baik di bawah kami-tetapi di atas Standard Eropah. Fenomena ini adalah kebimbangan khusus dalam pemutus tembaga, di mana magnesite-Chrome refraktori yang paling biasa (18).
Kesan Refraktori Sebagai Tundishes Pada Kualiti Logam Dibuang
Berkenaan dengan keluli, identiti dan keadaan yang tundish refraktori memainkan peranan dalam kualiti produk keluli akhir, sebagai sebahagian daripada interaksi keseluruhan logam, slag, refraktori dan atmosfera (19). Oleh itu, ia boleh dikatakan bahawa tundish boleh memberi kesan kepada kecacatan fizikal keluli siap, jumlah dan sifat serangan bukan logam ke dalam keluli, dan menyimpan keluli dalam ruang kimia yang ditetapkan. Tunat sendiri semakin digunakan untuk membantu dalam penulenan keluli lebur untuk mencegah pengoksidaan dan menyerap kekotoran bukan logam melalui struktur yang biasanya berliang (20). Selain itu, serangan boleh dikeluarkan oleh proses fizikal seperti penapisan bersepadu dalam, atau rawatan logam lebur dengan gas ditiup melalui badan tundish (21).
Kemerosotan dalam dan Lapisan Tundish: Pengaruh Papa
Slag adalah sebahagian besar tidak dapat dielakkan daripada proses pemutus logam ferus dan ia mempunyai interaksi yang kompleks dengan tiactori tundish, yang secara amnya tidak memberi manfaat kepada rejim pemutus keseluruhan. Beberapa kesan papak sebelum ini telah disentuh, dan interaksi refraktori-papak dianggap sebagai salah satu bahagian pemutus yang paling memudaratkan(23). Laporan menunjukkan bahawa cara yang optimum untuk memastikan tidak membina papak tundish, papak dari peleburan dan dari wanita harus dikeluarkan lebih awal daripada mencapai terowong dengan cara fizikal atau kimia (24). Tambahan pula, penggunaan refraktori suhu yang tinggi seperti kromite bersentuhan dengan logam lebur boleh mengurangkan potensi kesan papak tundish yang menjejaskan refraktori yang menyebabkan ia tidak cekap di bawah keadaan operasi (25). Refraktori kandungan alumina yang tinggi dilaporkan kurang terdedah kepada penembusan papak(26).
Sebagai tambahan kepada kemusnahan yang disebutkan di atas kepada proses seperti yang disebabkan oleh papak, adalah benar untuk mengatakan bahawa tundish mempunyai kesan ke atas hasil logam - terutamanya berdasarkan interaksinya dengan papak. Telah dilaporkan bahawa tundish perlu bertindak sebagai "penapis berterusan dan bukan pencemaran berterusan"(27). Ini menimbulkan fenomena 'selesema tundish', yang sendiri adalah papak yang ditambah di atas logam lebur dalam penalaan. Ia mempunyai titik lebur yang lebih rendah daripada logam lebur, tetapi bertindak sebagai 'tudung' kepada tundish untuk mengelakkan kehilangan haba ke at atfera, atau pengoksidaan terus daripadanya. Selesema tundish memenuhi aplikasi "penapisan" yang diperlukan untuk penalaan dengan dapat menghapuskan serangan bukan logam dari logam lebur. Selesema tundish terdiri daripada lapisan papak cecair, lapisan berdosa dan serbuk atas satu(28). Di samping itu, penyelidikan telah menunjukkan bahawa melalui pemilihan berhati-hati bahan selesema tundish, pemindahan oksigen antara logam lebur dan selesema tundish / tundish boleh ditingkatkan (29). Ini adalah berfaedah sebagai sisa oksigen dalam logam peleburan boleh membenarkan pengoksidaan (pengeluaran oksida boleh menyebabkan masalah hiliran jika dibenarkan ke dalam logam yang dicurahkan). Slags yang sangat asas - seperti mereka yang mempunyai pH yang lebih besar atau lebih daripada 11 dan dibuat kebanyakannya kalsium oksida dan slica paling berkesan. Keluli tuang berkualiti tinggi mungkin tidak mengandungi lebih daripada jumlah jejak oksigen.
Ringkasan
- Tunat adalah satu bahagian penting dan penting dalam logam moden pemutus industri
- Lindish adalah terbentuk daripada lapisan bahan refraktori, sering alumina dan magnesia berasaskan, sering mempunyai refraktori lain yang termasuk dalam pembuatan mereka seperti chromite, kaca tanah dan antrasit
- Refraktori dalam The tunat menyediakan bukan sahaja manfaat kawalan suhu, tetapi juga mereka boleh meningkatkan kualiti logam pelakon yang selesai dengan mempengaruhi serangan
- Slag adalah kebimbangan yang berterusan dalam castik logam ferus, kerana ia boleh mengganggu dengan refraktori dalam lapisan memberikan mereka kurang berkesan, tetapi kesan ini boleh dikurangkan melalui komposisi yang optimum refraktori dan campur tangan fizikal
- Satu lagi jenis papak boleh ditambah untuk membantu penalaan pada peringkat kemudian, dengan aplikasi dalam penyingkiran gas
Sebagai bahagian penting dalam pemutus logam yang berterusan moden, tundishes adalah komponen penting. Tundish terdiri daripada lapisan bahan, termasuk refraktori termasuk pasir krom, kaca serbuk dan anthracite - semuanya boleh didapati dalam kualiti yang unggul dari Pegmatite Afrika, untuk hampir apa-apa spesifikasi yang dapat dibayangkan.
Rujukan
1 J. Madias, Aistech 2018 prosiding, 2018, 3271
2 T. EMI, J. Kor. Ceram. SoC., 2003, 40, 1141
3 A. Eschner, Eco-pengurusan refraktori di Eropah, dalam UNITECR ' 03-Int. Tech. Conf. Refraktori, Osaka, 2003
4 M. Isac dan R. I. L. Guthrie, Reka bentuk proses pemutus baru: dari asas untuk berlatih, dalam: S. Seetharaman (ed.) Treatise on Process Metallurgy, 2014, Elsevier, Amsterdam
5 J.P. Birat et al., Pembuatan, Membentuk dan Merawat Keluli (ke-11 ed.), Yayasan Keluli AISI, Warrendale, PA, Amerika Syarikat, 2003
6 J.W. Stendera, Refrakta. APPL. Berita, 2002, 6, 26
7 kami paten US3963815A, 1974, tamat tempoh
8 Y. V. Materikin dan V. A. Molochkov, Refraktori, 1983, 24, 108
9 F. Cirilli et al., Ladle-terowong refraktori lapisan kimia interaksi dengan keluli karbon, dalam METEC InSteelCon, Düsseldorf, 2011
10 E. T. Turkdogan, Ironmaking dan Steelmaking, 2004, 31, 131
11 US paten US5366535A, 1992, tamat tempoh dan US617437B1, 1996, tamat tempoh
12 E.M. W. Ewais, J. Ceram. SoC. Jepun, 2004, 112, 517
13 D. Bell, Kejutan haba magnesia-graphite refraktori, dalam UNITECR ' 91-Int. Tech. Conf. Refraktori, Achen, 1991
14 K. Ichikawa et al., Kesan penambahan padang pada bata MgO-C, dalam UNITECR ' 95-Int. Tech. Conf. Refraktori, Kyoto, 1995
15 S. Zhang dan W. E. Lee, Int. Mater. Rev., 2000, 45, 41
16 R. Cromarty et Al., J. S. Afr. Inst. Minimum. Metall., 2014, 114, 4
17 M. Kalantar et Al., J. Eng. Tebukan., 2010, 19, 237
18 T. Xu et al., J. Aloi dan Sebatian, 2019, 786, 306
19 l. Pérez et Al., Ceram. Int., 2019, 45, 9788
20 J. Poirier, Metall. Res. Teknikal., 2015, 112, 410
21 S. Aminorroya et al., Penilaian Serbuk Tundish Asas untuk Pemutus Berterusan Keluli Bersih, di AIS Tech - Persidangan dan Ekspo Teknologi Besi &Keluli , Cleveland, 2006
22 O.B. Isaev, Metallurgist, 2009, 53, 672
23 B. Bul'ko et Al., Acta Metallurg. Slovaca, 2014, 20, 318
24 B. Bul'koet Al., Acta Metallurg. Slovaca, 2011, 17, 51
25 V. Rusňáková et al., Acta Metallurg. Slovaca, 2007, 13, 345
26 K. Kappmeyer et al., JOM, 1974, 26, 29
27 Y. D. Yang dan A. McLean, Beberapa pertimbangan metalurgi berkaitan dengan perkembangan kualiti keluli, dalam: S. Seetharaman (ed.) Treatise on Process Metallurgy, 2014, Elsevier, Amsterdam
28 H.-H. Wang et al., J. Keluli Besi Res. Int., 2011, 18, 16
29 S. Hiwasa et al., pemindahan oksigen antara selesema dan keluli dalam tundish pemutus berterusan, dalam: Persidangan Antarabangsa ke-4 mengenai Molten Slags dan Fluxes, Sendai, Jepun, 1992
You must be logged in to post a comment.