Введение в tundishes
Современное производство металла просто не будет работать без tundishes, где производство будет неэффективным и более дорогостоящим. Благодаря использованию огнеупорных подкладок, процесс литья металла значительно усиливается. Основные компоненты tundish накладки, такие как хромит и антрацит доступны из африканских Pegmatite - предпочтительный промышленный поставщик для богатства огнеупорных и минералов для литейной промышленности.
Тундиш — это устройство, используемое в литье металлов. Это любой с открытым верхом судна с отверстиями в нижней доставить расплавленного металла с контролируемой скоростью в литье формы. Он часто используется между плавки и литья для обеспечения последовательного и регулируемого потока, в то время как позволяет переключение литья формы, если это необходимо. Tundishes часто сделаны из стали и выложены какой-то вкладыш, который всегда огнеупорный материал, часто в кирпичной форме. Такие огнеупорные материалы, используемые в качестве тупризных накладок, или компонентов в тундискомых накладок, включают антрацит, хромит истеклянные порошкисреди других. Около 7 из всех огнеупорных материалов в Европе используются для тонцистов и в непрерывном литье (1,2), с респектабельным 5 из этого собирается свалки после использования (3). Tundishes тесно связаны с ковшами, которые используются для транспортировки расплавленного металла из печи в тундиш перед литьем. Эти большие, огнеупорные выстроились ведра оперативно очень похожи на tundishes и, таким образом, принципы для tundish подкладка дизайн и материалы в значительной степени применяются к ковшам, а также.
Непрерывное литье представляет собой шаг изменения в производстве металла, обеспечивая большую эффективность на основе более высоких темпов использования оборудования и практически не в процессе деградации расплавленных материалов. Современные методы непрерывного литья с использованием высоко оптимизированных tundishes может продолжаться свыше 1000 ковш заливки до ковш подкладка должна быть заменена (4). Tundishes являются лишь одной частью очень сложной системы, которая коллективно приносит металлической руды весь путь до блока рафинированного металла. Без tundishes и их влияние на непрерывный метод литья, современные литейные заводы и сталелитейные заводы были бы менее эффективными, в результате чего более высокие затраты для покупателя металла.
По замыслу, tundishes, как правило, простых геометрических форм - таких, как удлиненные желоба. Это для простоты изготовления, но и простота применения и удаления tundish накладки, когда это необходимо. Конструкция должна принимать во внимание, чтобы гарантировать, что потокоемость поддерживается - хотя простые градиенты могут быть применены для достижения этой цели.
Дизайн Tundish Подкладка
Tundish накладки, во многих случаях, слоистых дел. Укладка различных огнеупорных материалов различной толщины связана с долговечностью растения, о котором идет речь (5). Огнеупорный материал, который находится в контакте с расплавленным металлом часто магнезии основе и может быть штукатурки (распыляется на) или кирпичной форме. Далее идет «подкладка резервного копирования», которая является самой большой подкладкой по толщине и массе и обеспечивает большинство теплоизоляционных свойств. Это часто глинозема основе. Наконец, существует "безопасность подкладка" между глинозема и внешней стальной оболочки tundish, чтобы убедиться, что он не достигает критической температуры безопасности (6).
Основные компоненты тэндиш накладки часто состоят из огнеупорных кирпичей, в отличие от монолитов. Это потому, что кирпич легче / дешевле в производстве, чем монолит, и эти кирпичи могут быть заменены при необходимости, но в целом монолит является более прочным, чем кирпич. Tundishes часто не очень длиной, и поэтому необходимость использовать прибор such as монолит для того чтобы завести угол очень редкое возникновение. Накладные накладки должны быть в состоянии выдерживать термический шок, быть устойчивыми к термическим потерям и противостоять коррозии/окислению - на протяжении длительных периодов времени. Крайне важно, чтобы расплавленный металл охлаждается и затвердевает в форме, поэтому tundishes изолированы несколькими слоями огнеупорных, как упоминалось ранее (7).
В целом, можно сказать, что идеальная подкладка будет иметь следующие качества:
- Способность выдерживать температуру свыше 1500 градусов по Цельсию
- Поддержание его формы при высоких температурах
- Сопротивление атаке шлаком
- Не имеют химического или физического взаимодействия с расплавленным металлом
Материалы, используемые для Tundish Подкладка
Через некоторое время, tundish должны быть "deskulled". То есть, затвердевший стальной/шлаковый остаток, который образуется после длительных периодов обработки на дне тундии. Отсеянные материалы часто могут быть возвращены к более ранней фазе выплавки или доменной печи - шлак настоящее время не будет представлять проблемы здесь.
При выборе огнеупорных веществ для тюндисных накладок крайне важно учитывать не только свойства самого материала, но и свойства, возникающие в физической форме. Tundishes выстроились со слоями огнеупорных кирпичей, как правило, должны быть заменены раньше, чем накладки из монолитных или налил огнеупорных (8), с данными, показывающими, что кирпичи могут длиться менее пяти нагревается, прежде чем должны быть заменены или восстановлены, по сравнению с более чем 30 для монолита. Ранние тюндисовые вкладыши изготавливались из силиката натрия, образовавшись в виде реакции кремнезема и гидроксида натрия.
Общие материалы подкладки для литья стали включают кремний, магнезия и глинозем. Одна из проблем с использованием чистых огнеупорных кремнезема для tundish накладки является то, что он способен окисления некоторых материалов в расплавленной стали, например, марганца в Hadfield стали (9). Отчеты показывают, что при определенных условиях слой оксида марганца может образовываться на расплавленном стально-тюнденовом интерфейсе, таким образом обесценивая сталь и снижая эффективность самого тундиша.
Ниже рассматриваются некоторые другие широко используемые компоненты - и добавки к - tundish накладки.
Стекло
В тундиш, кремнезем и / или молотое стекло может быть использован для удаления оксида железа из расплавленного железа или стали. При удалении этого оксида железа, он может предотвратить вторжения вниз по течению и вклад в избыток производства шлака, которые могут быть вредны для более поздних тундишных огнедукторах. Силика способна удалить оксид железа из стали, из тундиш и из расплавленной стали себя (10) - это превосходно полезная особенность. Наземное стекло разделяет такое поведение. В производстве алюминия убитой стали использование молотого стекла сводит на нет необходимость использования силицида кальция, который будет включен для преобразования странствующих частиц глинозема в расплав. Достаточно количества на заказ 122 г молотого стекла на тонну расплавленного металла. Силицид кальция легко воспламеняется и известен спонтанным сгорающим в воздухе. Алюминий убил производства стали использует молотое стекло широко, как он способен заменить силицицид кальция в для преобразования остатков алюминия и оксида алюминия в расплавленной стали. В рамках tundish лайнера, молотое стекло кулет может быть использован и ведет себя как поток, помогая в очистке расплавленного металла (11), что дает тепловые преимущества и предоставляет преимущества вниз по течению, включая улучшение воздуховодности и управляемости.
Угольная пыль/Порошковый антрацит
Углерод Магнезии является огнеупорным материалом, который состоит из магнезии и
источника углерода, таких как угольная пыль,
антрацит или графит (12). Одним из основных преимуществ магнезии-углерода является то, что углерод, присутствующий модулирует расширение магнезии при высоких температурах, что делает его более стабильным долгосрочным материалом. Сообщалось также, что тепловой spalling (трещины огнеупорной поверхности при температуре, с возможностью части разорвать) снижается с увеличением содержания графита / антрацита (13). Модулы Янга материала также, как говорят, увеличивается с дополнительным углеродом (14). В производстве железа и стали деградация углеродо-ундишной подкладки магнезии может быть ускорена путем окисления углерода оксидом железа (15), воздействие которого может быть уменьшено за счет добавления небольших количеств алюминия. Антрацит может быть включен в количествах до 15.
Хром Песок
Магнезия хром является популярным выбором огнеупорных для tundish накладки для ферльных и цветных металлов. Он состоит из магнезии
и хромированного песка, которые были вылечены в пористый огнеупорный кирпич, с добавлением хрома отвечает за повышение теплопроводности свойства по отношению к чистой магнезии. Сами tundish накладки часто сделаны из хрома, содержащего огнеупорные материалы - это на самом деле наиболее часто используемый выбор накладок из-за превосходной теплоносимости, стабильности хромированного материала, а также - что крайне важно - устойчивости к химической атаке (16). Обычно используется как часть магнезии хром огнеупорных кирпичей, хром настоящее добавляет дальнейшего тепла, химических и шоковой толерантности к уже хорошо выполняющих марганец кирпича. Другие распространенные и связанные с ними виды использования в огнеупорных и tundish настройки включают огнеупорной штукатурки (очень похож на ранее упомянутых огнеупорных цемента), который применяется для заполнения пробелов между кирпичами и зазоры между меньшими монолитами, если большой монолит не будет использоваться. Огнеупорная штукатурка, как правило, марганец тяжелой штукатурки и во многих случаях достаточно сам по себе. Добавление хрома повышает теплоносимость штукатурки и снижает способность штукатурки проникать в кремнезем или другие вредные компоненты, которые могут возникнуть из шлака.
В дополнение к обычным огнеупорным кирпичам и накладкам, хром находит применение в непрерывном литье пространство как часть улучшенной магнезии штукатурки. Эта штукатурка часто наносится в качестве верхнего слоя (в контакте с расплавленным металлом) на вершине "обычных" огнеупорных, или для покрытия над суставами между огнеупорными кирпичами. Традиционно он состоит в основном из пористой магнезии, которая имеет тенденцию к разрушениям при наличии оксида кальция или кремнезема в шлаке при высокой температуре. В современной, улучшенной штукатурке большое количество магнезии заменяется хромитом и оливином, в меньшей степени. Наличие хрома уменьшает разрыв в основном, тем самым предотвращая проникновение огнеупорной штукатурки шлаком (17). Общая огнеупорная производительность увеличивается с помощью хрома, как и срок службы tundish подкладка себя.
Безопасность в отношении хромированных огнеупоров
Гексавалентный хром токсичен для человека. В то время как при изготовлении огнеупоров хромового типа обычно используется только хромит (содержащий только трехвалентный хром, Cr(III)), трансформация через окисление наблюдается (17) в рефракторах магнезии-хромина и желчных накладок. Вероятность более Cr (VI) больше с большим количеством хромита используется в огнеупорных, но добавление диоксида титана может предотвратить крупномасштабные преобразования в Cr (VI). Такие методы лечения были зарегистрированы как снижение Cr (VI) содержание значительно ниже США - но выше европейских - стандартов. Это явление вызывает особую озабоченность в медном литье, где магнезит-хром огнеупорных тона являются наиболее распространенными (18).
Влияние огнеупоров как tundishes на качество литого металла
Что касается стали, то идентичность и состояние тундиш-огнеупорности играют определенную роль в качестве конечного стального продукта, как часть общего взаимодействия металла, шлака, огнеупорности и атмосферы (19). Таким образом, можно сказать, что тундиш может повлиять на физические дефекты готовой стали, количество и характер неметаллических вторжений в сталь, и сохранение стали в пределах заданного химического пространства. Сами tundishes все чаще используются для очистки расплавленной стали для предотвращения окисления и поглощения неметаллических примесей через их обычно пористые структуры (20). Кроме того, вторжения могут быть удалены с помощью физических процессов, таких как интегрированная фильтрация в тундии, или обработка расплавленного металла с газом, продуваемым через тундишный орган (21).
Деградация в и из Tundish Подкладка: Влияние шлака
Шлаг является в значительной степени неизбежной частью процесса литья металла и имеет сложные взаимодействия с огнеупорными тунчовыми накладками, которые, как правило, не приносят пользы общему режиму литья. Некоторые из воздействий шлака были ранее затронуты, и огнеупорно-шлак взаимодействия рассматриваются как одна из самых вредных частей литья (23). Отчеты показывают, что оптимальный способ обеспечения не наращивать tundish шлака, шлака от выплавки и из ковша должны быть удалены до достижения tundish физическими или химическими средствами (24). Кроме того, использование достаточно высокотемпорной огнеупорной, такой как хромит при контакте с расплавленным металлом, может уменьшить потенциальные последствия tundish шлака, пропитки огнеупорного, что делает его неэффективным в условиях эксплуатации (25). Высокое содержание глинозема огнеупорных, как сообщается, менее склонны к проникновению шлака (26).
В дополнение к вышеупомянутому ущербу для процесса, вызванному шлаком, верно сказать, что tundish влияет на исход металла - главным образом на основе его взаимодействия с шлаком. Сообщалось, что тундиш должен выступать в качестве "непрерывного нефтеперерабатывающего, а не непрерывного загрязнятеля" (27). Это приводит к явлению "tundish потока", который сам по себе является шлаком, который добавляется на вершине расплавленного металла в tundish. Он имеет более низкую температуру плавления, чем расплавленный металл, но действует как "крышка" на tundish, чтобы предотвратить потерю тепла в атмосферу, или окисления непосредственно от него. Tundish потоки выполнить "нпз" применение требуется от tundish, будучи в состоянии удалить неметаллические вторжения из расплавленных металлов. Тундишовые потоки состоят из жидкого слоя шлака, спекаемого слоя и верхнего порошкообразного (28). Кроме того, исследования показали, что при тщательном отборе tundish потока материалов, передача кислорода между расплавленным металлом и tundish / tundish поток может быть увеличена (29). Это выгодно, так как остаточный кислород в расплавленном металле может позволить окисление (производство оксидов может вызвать проблемы вниз по течению, если позволить в залитый металл). Высокоэффективные шлаки - такие, как рН больше или более 11 и сделаны в основном из оксида кальция и кремнезема являются наиболее эффективными. Высокое качество литой стали не может содержать больше, чем след количества кислорода.
Консультирование по оксиду марганца
- Tundishes являются неотъемлемой и важной частью современной промышленности литья металла
- Tundish накладки образуются из слоев огнеупорных материалов, часто глинозема и магнезии основе, часто с другими огнеупорными включены в их производство, такие как хромит, молотое стекло и антрацит
- Огнеупорные работы в тундии обеспечивают не только преимущества контроля температуры, но и могут повысить качество готового литого металла, влияя на странствующие вторжения
- Шлаг является постоянной проблемой в отливки железа металла, так как это может помешать огнеупорных в подкладке делает их менее эффективными, но этот эффект может быть смягчен анимированный за счет оптимального огнеупорного состава и физического вмешательства
- Другой тип шлака может быть добавлен, чтобы помочь tundish на более поздних стадиях, с приложениями в удалении газа
Как неотъемлемые части современного непрерывного литья металлов, tundishes являются важными компонентами. Tundish состоит из слоев материалов, в том числе огнеупорных, включая хромированный песок, порошкообразное стекло и антрацит - все из которых доступны в превосходном качестве от африканского пегматита, практически любой спецификации можно себе представить.
Ссылки
1 J. Madias, AISTech 2018 Труды, 2018, 3271
2 Т. Эми, Дж.Кор. Ceram. Soc., 2003, 40, 1141
3 А. Эшнер, ECO-управление огнеупорных в Европе,в UNITECR '03 - Int. Технологий. Conf. Огнеупоров, Осака, 2003
4 M. Isac и R. I. L. Guthrie, Дизайн нового процесса литья: от основ до практики, в: S. Seetharaman (прим.
5 J.P. Birat et al., Изготовление, Формирование и лечение стали (11-й прим.), Фонд AISI Steel Foundation, Уоррендейл, Пенсильвания, США, 2003
6 Дж.В. Стендера, Преломление. Аппл. Новости, 2002, 6, 26
7 Патент США US3963815A, 1974, истек
8 И.В. Материкин и В.А. Молоков, огнеупорные, 1983,24, 108
9 F. Cirilli et al., Ladle-tundish огнеупорное химическоевзаимодействие с углеродной сталью , в METEC InSteelCon, Дюссельдорф, 2011
10 Е. Т. Туркдоган, металлургия, 2004, 31, 131
11 патентов США US5366535A, 1992, истек и US617437B1, 1996, истек
12 Э.M В. В. Эваис, Дж.Серам. Soc. Япония, 2004, 112, 517
13 D. Белл, Тепловой удар магнезии-графитовых огнеупоров, в UNITECR '91 - Int. Технологий. Conf. Огнеупоров, Ахен, 1991
14 K. Ichikawa и др., Влияние добавления шага на кирпичи MgO-C, в UNITECR '95 - Int. Технологий. Conf. Огнеупоров, Киото, 1995
15 С. Чжан и В. Э. Ли, Int. Матер. Rev., 2000, 45, 41
16 Р. Кромарти и др., Дж.С. Афр. Inst. Мин. Metall., 2014, 114, 4
17 М. Калантар и др., Дж. Англ. Перфорация., 2010, 19, 237
18 T. Xu et al., J. Сплавы и соединения, 2019, 786, 306
19 л. Перес и др., Серам. Int., 2019, 45, 9788
20 Дж. Пуарье, Metall. Res. Технол., 2015, 112, 410
21 S. Aminorroya и др., Основные Tundish Оценка порошка для непрерывного литья чистой стали, в АИС Tech - железа и стали технологии конференции и выставки, Кливленд, 2006
22 О.B. Исаев, Металлург, 2009, 53, 672
23 Б. Булько и др., Акта Металлург. Словака, 2014, 20, 318
24 Б. Бул'кои др., Акта Металлург. Словака, 2011, 17, 51
25 В. Русокова и др., Акта Металлург. Словака, 2007, 13, 345
26 К. К. Каппмайер и др., JOM, 1974, 26, 29
27 Y. D. Yang и A. McLean, Некоторые металлургические соображения, относящиеся к развитию качествастали , в: S. Seetharaman (ed.) Трактат по металлургиипроцесса , 2014, Elsevier, Амстердам
28 Х.-Х. Ван и др., J. Стальная сталь Res. Int., 2011, 18, 16
29 S. Hiwasa et al., Передача кислорода между потоком и сталью в непрерывном литье tundish, в: 4-ая Международная конференция по Molten Slags и Fluxes, Сендай, Япония, 1992
Для отправки комментария необходимо войти на сайт.