Введение в Tundishes

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 и
стеклянные порошки
среди 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 относятся к ковш, а также.

диаграмма потока, показывающая, как используется tundish

Дизайн подкладок Tundish

Tundish накладки, во многих случаях, слоистых дел. Укладка различных огнеупорных материалов различной толщины связана с долговечностью рассматриваемого растения (4). 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 глиноземом и внешней стальной оболочки tundish, чтобы убедиться, что она не достигает безопасности критической температуры (5).

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 плесени, поэтому tundishes изолированы с несколькими слоями огнеупорных веществ, как упоминалось ранее (6).

В целом, можно сказать, что идеальная подкладка будет иметь следующие качества:

  • Способность выдерживать температуру, превышающую 1500 градусов по Цельсию
  • Поддержание его формы при высоких температурах
  • Сопротивление атаке шлаком
  • Не имеют химического или физического взаимодействия с расплавленным металлом
процесс с использованием tundishes
shutterstock_382214896 площади

Материалы, используемые для подкладок Tundish

Через некоторое время, tundish должны быть "deskulled". То есть, затвердевший стальной/шлаковый остаток, который образуется после длительных периодов обработки на дне тундии.

При выборе огнеупорных веществ для тюндисных накладок крайне важно учитывать не только свойства самого материала, но и свойства, возникающие в физической форме. Tundishes выложены слоями огнеупорных кирпичей, как правило, должны быть заменены раньше, чем накладки из монолитных или налил огнеупорных веществ (7), с данными, показывающими, что кирпичи может длиться менее пяти нагревается до необходимости быть заменены или переоснащены, 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 забота с использованием чистых рефракторов кремнезема для tundish накладки является то, что он способен окислять определенные материалы в расплавленной стали, например марганца в хадфилд стали (8). 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.

процесс с использованием tundish

Стакан

В тундии, кремнезема и / или молотого стекла могут быть использованы для удаления оксида железа из расплавленного железа или стали (9). 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. 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. Как часть тундислайнера, молотый стеклянный кульлет может быть использован и ведет себя как поток, помогая в очистке расплавленного металла (10), предоставляя тепловые преимущества и предоставляет преимущества вниз по течению, включая улучшение пластичности и обрабатываемости.

Угольная пыль / порошкообразный антрацит

Магнезия углерода является огнеупорным материалом, который состоит из магнезии и
источник углерода, таких как угольная пыль,
антрацит или графит (11). 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 тепловое разбрызгивание (трещина огнеупорной поверхности при температуре, с возможностью разрыва деталей) уменьшается с увеличением содержания графита/антрацита (12). Модули материала Янг также, как говорят, увеличивается с дополнительным углеродом (13). В производстве железа и стали деградация подкладки из каргенного тундиша магнезии может быть ускорена путем окисления углерода оксидом железа (14), воздействие которого может быть уменьшено за счет добавления небольших количеств алюминия. Антрацит может быть включен в количествах до 15.

shutterstock_1020003745 ширина

Хромовый песок

Магнезия хром является популярным выбором огнеупорных для tundish накладки для ферльных и цветных металлов. Он состоит из магнезии и
хрома песка,
которые были вылечены в пористый огнеупорный кирпич, с добавлением хромита, отвечающего за повышенные теплопроводице свойства по отношению к чистому магнезии (15).

В дополнение к обычным огнеупорным кирпичам и накладкам, хром находит применение в непрерывном литье пространство как часть улучшенной магнезии штукатурки. Эта штукатурка часто применяется в качестве верхнего слоя (при контакте с расплавленным металлом) является "обычным" огнеупорным, или для покрытия суставов между огнеупорными кирпичами. Традиционно состоит в основном из пористой магнезии, которая имеет тенденцию разрушаться в результате присутствия оксида кальция или кремнезема в шлаке при сильном огне. В современной, улучшенной штукатурке большое количество магнезии заменяется хромитом и оливином, в меньшей степени. Наличие хромита уменьшает разрыв в основном, тем самым предотвращая проникновение огнеупорной штукатурки с шлаком (16).

Безопасность в отношении огнеупоров на основе хрома

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).

shutterstock_1459648589 площади
площадь shutterstock_1479913295

Влияние огнеупоров в качестве разливочных материалов 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 подкладок Tundish: 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 огнеупорные шлаквзаимодействия считаются одной из наиболее вредных частей литья (22). Отчеты свидетельствуют о том, что оптимальный способ обеспечения отсутствия накопления тундишного шлака, шлака от плавки и из ковша следует удалять до достижения тундиша физическими или химическими средствами (23). Кроме того, использование соответствующей высокотемпературной огнеупорности, такой как хромит при контакте с расплавленным металлом, может уменьшить потенциальные последствия тундишного шлака, пропитающего огнеупорные условия, что делает его неэффективным в условиях эксплуатации (24). Высокое содержание глинозема огнеупорные, как сообщается, менее склонны к проникновению шлака (25).

диаграмма процесса, используюв тунды

Резюме

  • 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
Хром песка
glass_powder
coal_dust
Хромитная мука в горшке

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 J.P. Birat et al., Изготовление, Формирование и лечение стали (11-й ed.), Фонд AISI Steel Foundation, Уоррендейл, Пенсильвания, США, 2003

5 Дж.В. Стендера, Преломление. Аппл. Новости, 2002, 6, 26

6 Патент США US3963815A, 1974, истек

7 И.В. Материкин и В.А. Молочков, огнеупоры, 1983,24, 108

8 F. Cirilli et al., Ladle-tundish refractory lining chemical interaction with carbon steels, in METEC InSteelCon, Дюссельдорф, 2011

9 Е. Т. Туркдоган, металлургия, 2004, 31, 131

10 патентов США US5366535A, 1992, истек и US617437B1, 1996, истек

11 Е. М. В. Еваис, Дж.Серам. Soc. Япония, 2004, 112, 517

12 D. Колокол, Тепловой шок огнеупорных огнедунок магнезии-графита,в UNITECR '91 - Int. Технологий. Conf. Огнеупоров, Ахен, 1991

13 K. Ichikawa et al., Влияние добавления смолы на кирпичах MgO-C, в UNITECR '95 - Int. Технологий. Conf. Огнеупоров, Киото, 1995

14 С. Чжан и У. Э. Ли, Int. Матер. Rev., 2000, 45, 41

15 Р. Кромарти и др., Дж.С. Афр. Inst. Мин. Metall., 2014, 114, 4

16 М. Калантар и др., Дж. Англ. Перфорация., 2010, 19, 237

17 T. Xu et al., J. Сплавы и соединения, 2019, 786, 306

18 л. Перес и др., Серам. Int., 2019, 45, 9788

19 Дж. Пуарье, Metall. Res. Технол., 2015, 112, 410

20 S. Aminorroya и др., Основные Tundish Порошок Оценка для непрерывного литья чистой стали, в AIS Tech - железа и стали технологии конференции и выставки, Кливленд, 2006

21 О. Б. Исаев, металлург, 2009, 53, 672

22 Б. Булько и др., Акта Металлург. Словака, 2014, 20, 318

23 Б. Булькои др., Акта Металлург. Словака, 2011, 17, 51

24 В. Русшков и др., Акта Металлург. Словака, 2007, 13, 345

25 K. K. Kappmeyer et al., JOM, 1974, 26, 29