Quá trình sử dụng lò tần số trung bình, độ dày của vật liệu chịu lửa được sử dụng cho lớp lót lò chỉ 70-110 mm, phía trong của tiếp xúc với chất lỏng kim loại nhiệt độ cao, phía ngoài của các cuộn dây làm mát bằng nước.
Các điều kiện quá trình chính ảnh hưởng đến việc phá hủy lớp lót lò bao gồm: nhiệt độ nóng chảy, thời gian khử khí, lượng khử khí chính, thành phần hóa học của xỉ và loại thép (sắt) được tạo ra.
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến sự phá hủy của lớp lót lò là: xói mòn hóa học của xỉ, phun ra cấu trúc của vật liệu chịu lửa và xói mòn nhiệt.
Hình 1 xói mòn lớp lót lò cho gang nóng chảy
Hình 2 xói mòn lớp lót lò cho thép đúc nóng chảy
Lớp lót lò nung tần số trung bình
Lớp lót lò tần số trung bình thường được làm bằng các thông số kỹ thuật khác nhau về thành phần kích thước hạt của vật liệu chịu lửa được thắt nút (vật liệu chịu lửa thường được sử dụng chủ yếu là magiê, thạch anh, nhôm và vật liệu composite của bốn loại).
Đặc điểm của nó là:Liên kết trực tiếp. Kết quả là, nó có khả năng chống xói mòn cao, cường độ cơ học cao và khả năng chống sốc nhiệt tốt.
Hình 3 Lớp lót lò thắt nút theo quy trình thắt nút nghiêm ngặt
Cơ chế thiệt hại của vật liệu lót lò nung magiê
Lấy vật liệu chịu lửa magiê làm ví dụ, giải thích cơ chế phá hủy của vật liệu magiê:
Hiệu suất chính của thiệt hại vật liệu magiê là: xói mòn nhiệt gây ra bởi thép và xói mòn hóa học gây ra bởi sự xâm nhập của thành phần xỉ vào vật liệu.
Trong quá trình nóng chảy, dung dịch xâm nhập vào ma trận chịu lửa thông qua các kênh mao quản trong ma trận chịu lửa và làm xói mòn lớp lót lò. Các thành phần xâm nhập vào ma trận chịu lửa bao gồm; Cao, SiO2, FEO trong xỉ; Fe, Si, AI, Mn, C trong thép nóng chảy và thậm chí hơi kim loại, khí CO, v.v. Các thành phần xâm nhập này lắng đọng trong kênh lỗ rỗng mao dẫn chịu lửa, dẫn đến các tính chất vật lý và hóa học của bề mặt công việc chịu lửa và sự gián đoạn ma trận chịu lửa ban đầu, trong hoạt động của nhiệt độ thay đổi nhanh sẽ xuất hiện các vết nứt, bị phá hủy.
Vật liệu kim loại được thêm vào lò sẽ mang lại nhiều loại oxit khác nhau, các vật liệu khác nhau, thành phần xỉ lò khác nhau không giống nhau. SLAG với sự hiện diện của một loạt các oxit, cacbua, sunfua và nhiều dạng hợp chất composite, hầu hết sẽ là và lớp lót của phản ứng hóa học, tạo ra các hợp chất mới với các điểm nóng chảy khác nhau. Một số oxit điểm nóng chảy thấp được tạo ra trong phản ứng, chẳng hạn như olivine sắt (FEOSIO2), olivine mangan (Mnosio2) và các điểm nóng chảy khác thường trong phạm vi khoảng 1200 độ. Xỉ điểm nóng chảy thấp có tính di động tuyệt vời và có thể tạo thành một hiệu ứng thông lượng, tạo ra sự xói mòn hóa học bạo lực của lớp lót lò, do đó làm giảm tuổi thọ của lớp lót lò.
Xỉ điểm nóng chảy được tạo ra trong phản ứng, chẳng hạn như mullite (3al2o 3-2 sio2), magiê olivine (2MGO-SiO2), v.v., và một số điểm nóng chảy của các phần tử kim loại cao hơn Vai trò của sự xen kẽ của xỉ, xỉ rất dễ dính vào thành lò và sự hình thành sự tích lũy, dẫn đến một cái xỉ dính nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sức mạnh của lò, tốc độ nóng chảy và tốc độ nóng chảy của lớp lót lò, và làm giảm tuổi thọ của lớp phủ. Sức mạnh lò, tốc độ và công suất tan chảy, cho đến khi sống.
Với sự gia tăng công suất lò, tỷ lệ nhiệt tiêu tan từ bề mặt của thép chất lỏng giảm, nhiệt độ xỉ cao hơn lò dung lượng nhỏ, khả năng vận động của xỉ cũng tốt hơn lò dung lượng nhỏ, do đó làm tăng sự xói mòn của lớp lót lò. Lò cảm ứng lớn thép nhiều hơn, xỉ trộn ra khỏi phương pháp thép, xỉ là cần thiết để có khả năng di chuyển tốt, để thích nghi với các điều kiện của thép. Do đó, một phần của SLAG LINE của sự xói mòn là nghiêm trọng, điều này là do tuổi thọ dịch vụ của lò nung xuống một lý do khác. Do những lý do trên, tuổi thọ của lớp lót lò cảm ứng lớn thấp hơn so với lò cảm ứng vừa và nhỏ, và độ dày của lớp lót nên được tăng lên một cách thích hợp để cải thiện tuổi thọ của lớp lót. Tuy nhiên, khi độ dày của thành lớp lót tăng, giá trị điện trở tăng lên, tổn thất công suất phản ứng tăng và hiệu quả điện giảm. Do đó, độ dày của tường Lớp lót lò được giới hạn trong một phạm vi nhất định. Do đó, cần phải chọn một độ dày tường hợp lý, nghĩa là để đảm bảo hiệu quả điện cao và đảm bảo tuổi thọ của lớp lót lò.
Hình 4 Lớp lót lò với xỉ treo trên đó
Thiết kế giải pháp
Sự xói mòn ở trên dẫn đến cái gọi là cấu trúc phát ra dưới sự dao động theo chu kỳ về nhiệt độ. Trong quá trình sản xuất, xỉ xâm nhập vào lỗ chân lông của ma trận chịu lửa, do đó tạo thành một lớp chịu lửa dày. Các tính chất vật lý và hóa học của một phần của vật liệu chịu lửa bão hòa bằng xỉ được thay đổi. Do các hệ số khác nhau của sự giãn nở nhiệt giữa lớp xâm nhập và lớp không bị xáo trộn, khi nhiệt độ thay đổi, các ứng suất đáng kể xảy ra ở ngã ba của hai lớp, dẫn đến nứt song song với bề mặt làm việc và cuối cùng là cơ thể lót lò. SLAG xâm nhập vào ma trận chịu lửa hòa tan các hạt của vật liệu chịu lửa và làm suy yếu sự liên kết giữa các hạt, dẫn đến giảm độ khúc xạ và khả năng chống lại nhiệt độ cao của vật liệu. Kết quả là, nó dẫn đến sự phá hủy nhanh hơn của vật liệu chịu lửa trong lớp thâm nhập xỉ bằng sự xói mòn của thép chảy.
Độ kiềm của xỉ phải tương thích với vật liệu lót lò. Vật liệu lót lò nung magiê có thể bị xói mòn bởi xỉ CaO cao và xỉ SiO2. Lượng CAF trong xỉ nên được kiểm soát. CAF quá mức sẽ làm xói mòn lớp lót lò kiềm và gây ra sự tan chảy sớm trong khu vực đường xỉ. Khi xỉ của các ion fluoride, các ion mangan kim loại và nhiệt độ hồ bơi cao hoặc nóng chảy khác đến 1700 độ trở lên, độ nhớt của dung dịch cũng sẽ giảm mạnh trong việc phá hủy lớp lót lò để tăng tốc tốc độ của tuổi thọ lót sẽ giảm đi rất nhiều. Trong khoảng trống cho sự tan chảy không có xỉ, tuổi thọ của lớp lót lò lớn hơn tuổi thọ của sự tan chảy không phải là biến đổi.
Hàm lượng oxit sắt cao hơn xâm nhập vào lớp lót lò phá hủy cấu trúc vi mô của lớp lót ban đầu, làm giảm độ khúc xạ và làm giảm độ nhớt của Cao-AI2O 3- SiO2, cho phép xỉ xâm nhập vào các lớp sâu hơn của vật liệu. Tuy nhiên, sự hiện diện của một lượng oxit sắt nhất định trong lớp lót ban đầu tạo điều kiện cho việc thiêu kết nhanh chóng của lớp lót và làm giảm độ xốp mở và tính thấm của vật liệu. Đặc biệt, một lượng oxit sắt nhất định trong vật liệu đúc sẽ dẫn đến thiêu kết nhanh vật liệu, loại bỏ việc rửa cát và bẫy cát.
Cải thiện hàm lượng oxit magiê và độ nhớt của xỉ, cả hai đều thuận lợi để giảm xói mòn xỉ của lớp lót lò, nhưng cũng có lợi để cải thiện hiệu quả của việc thu thập xỉ. Khi độ kiềm của xỉ thấp, xói mòn niêm mạc magiê nghiêm trọng hơn và tuổi thọ của lớp lót bị giảm; Ngược lại, khi độ kiềm của xỉ cao, sự xói mòn của lớp lót là nhẹ và tuổi thọ của lớp lót tương đối được cải thiện. Cải thiện độ kiềm của xỉ và xỉ trong hàm lượng MGO, làm giảm xỉ trong hàm lượng FEO, thuận lợi để giảm xỉ trên xói mòn chịu lửa. Do đó, việc sử dụng tác nhân xẹp nên tập trung vào việc lựa chọn các vật liệu oxit magiê cao. Cấu hình hợp lý của cấu trúc xỉ, tăng tốc tốc độ xỉ, rút ngắn thời gian luyện kim, làm giảm hàm lượng oxit sắt trong xỉ.
Xỉ phù hợp nên được chọn theo vật liệu của lớp lót lò. Xỉ kiềm phù hợp cho lớp lót lò nung magiê, nhưng nó có thể bị xói mòn bởi xỉ Cao và xỉ SiO2 cao, và CAF2 quá mức cũng sẽ làm xói mòn lớp phủ lò kiềm và làm cho khu vực SLAG tan chảy sớm. Xỉ có tính axit phù hợp với lớp lót lò thạch anh, lớp lót lò magiê-alumina chỉ có thể được áp dụng cho xỉ kiềm hoặc trung tính yếu. Lớp lót lò alumina ở nhiệt độ cao ở các pH khác nhau sẽ cho thấy sự lưỡng tính điển hình, có thể thích nghi với xỉ pH khác nhau, nhưng so với lớp lót lò có tính axit và lớp phủ lò kiềm là hơi tệ hơn. Vì lý do này, một số trong việc lựa chọn các vật liệu sử dụng cát magiê có độ tinh khiết cao và thêm một lượng spinel nhất định để thay đổi tính chất ma trận của vật liệu lớp phủ lò nung tinh khiết, nhưng các thí nghiệm đã chỉ ra rằng khả năng chống xói mòn vật liệu tinh khiết cao cũng ít hơn đáng kể so với độ tinh khiết của cát magiê bị triệt tiêu không cao. Xỉ có tính axit phù hợp cho lớp lót lò thạch anh, lớp lót lò magiê-aluminium chỉ có thể được áp dụng cho xỉ kiềm hoặc trung tính yếu. Lớp lót alumina thể hiện các đặc tính lưỡng tính điển hình ở nhiệt độ cao ở các mức độ pH khác nhau, và có thể được điều chỉnh theo xỉ với các mức độ pH khác nhau, nhưng hơi ít hơn so với lớp lót axit và kiềm.
Tóm lại, xem xét cơ chế thiệt hại chính của lớp lót lò nung magiê, người ta đã kết luận và khám phá rằng khả năng chống xâm nhập của xỉ có thể được cải thiện bằng cách hạn chế độ xốp và tính thấm mở, và sự xói mòn nhiệt độ cao và sức đề kháng của ma trận Lớp lót lò nung có thể được cải thiện.
Hiệu suất của lớp lót lò phụ thuộc vào một số yếu tố, chẳng hạn như phân bố kích thước hạt của vật liệu, tính chất vật lý và hóa học của vật liệu và nhiệt độ thiêu kết của lớp lót.
Phần kết luận
1) Vật liệu lót lò phải có cường độ nhiệt cao, độ thấm thấp và độ xốp thấp.
2) Thiệt hại ban đầu đối với lớp lót là do xói mòn phía trước của lớp thiêu kết của lớp lót chịu lửa do hòa tan lớp thiêu kết trong xỉ, cũng như nứt do thay đổi theo chu kỳ. Một yếu tố khác gây ra sự mở rộng vết nứt trong lớp lót tổng thể là ứng suất gây ra bởi các hệ số mở rộng khác nhau giữa 'ba vùng' do làm nóng đến nhiệt độ quá cao.
3) Tuổi thọ của lớp lót phụ thuộc vào hoạt động thích hợp, bao gồm kiểm tra lớp lót và ứng dụng 'các hợp chất vá' để sửa chữa các vết nứt một cách kịp thời và để tránh sự xâm nhập của thép nóng chảy và xỉ vào ma trận lót.