01 — Шанаганы доторлогооны гүйцэтгэл ган үйлдвэрлэлийн зардалд яагаад нөлөөлдөг вэ
Гангийн үйлдвэрийн техникийн худалдан авалтын багийн хувьд шанаганы галд тэсвэртэй материалын оновчлол гэдэг нь нэг тонн тоосгоны хамгийн хямд үнийг сонгох асуудал бараг хэзээ ч байдаггүй. Харин нэг кампаний үеийн хайлуулалтын тоо, төлөвлөгдөөгүй доторлогоо солих үеийн сул зогсолт, мөн галд тэсвэртэй материал-шаарын урвалын улмаас хольц хайлмал руу буцаж орох бүрд гангийн цэвэршилт алдагдах асуудал юм. Шанага нэг хайлуулалт бүрд хайлмал юүлэх үеийн цохилт, шанаганы зууханд (LF) эсвэл вакуум хийгүйжүүлэх (VD) боловсруулалт, барих, аргоноор хутгах, цутгах үе шатуудыг дамждаг бөгөөд үе шат бүр тоосгонд дулааны цохилт, химийн уусалт, механик элэгдэл гэсэн өөр өөр хослолоор нөлөөлдөг.
Оновчгүй доторлогоо жигд бус элэгдэхэд хамгийн их элэгдсэн бүсэд цөмрөлт үүсэхээс сэргийлж, ажлын доторлогооны 70% нь ашиглах боломжтой зузаантай хэвээр байсан ч савыг бүхэлд нь ашиглалтаас эрт гаргах шаардлагатай болдог. Галд тэсвэртэй материалын бүсчилсэн инженерчлэл болон зориулалтын антиоксидант найрлагаар бүх бүсийн элэгдлийг тэнцвэржүүлэх нь нэг тонн түүхий гангийн зарцуулдаг галд тэсвэртэй материалын хэмжээг бууруулах хамгийн үр дүнтэй арга юм.
02 — Шанаганы галд тэсвэртэй материал хэрхэн эвдэрдэг вэ: исэлдэлт, шаарны зэврэлт ба элэгдэл
Савны өндрийн түвшин тус бүрд үүсэж буй эвдрэлийн яг тодорхой хэлбэрийг ойлгох нь тохирох тоосгоны марк болон матрицын системийг сонгох урьдчилсан нөхцөл юм.
MgO-C тоосгон дахь нүүрстөрөгчийн исэлдэлт
Нүүрстөрөгчийн барьцалдалт (үйрмэг графит болон фенолын давирхайн барьцалдуулагч) нь MgO-C тоосгонд дулааны цохилтод тэсвэрлэх онцгой чадвар, шингэн ган болон шаар норгохгүй байх шинж өгдөг. Гэвч атмосферийн агаар, CO/CO₂ зуухны орчин эсвэл шаар дахь ангижирч болох металлын исэлд (FeO, MnO, SiO₂) өртөхөд нүүрстөрөгч 400°C-ээс дээш температурт хурдан исэлддэг. Нүүрстөрөгчийн матриц исэлдэн арилсны дараа нүүрстөрөгчгүйжсэн, сүвэрхэг MgO араг яс үлддэг бөгөөд урсаж буй ганд амархан угаагдаж, эсвэл шаарын нөлөөгөөр уусдаг.
Шаарны бүс дэх шаар нэвчилт ба химийн зэврэлт
Шанаганы шаарны бүс нь савны дотор химийн хамгийн хүчтэй үйлчлэлд өртдөг хэсэг юм. FeO болон MnO агуулсан, үндсэнлэг чанар өндөртэй (CaO/SiO₂ > 2.5–3.5) цэвэршүүлэх шаар нь периклазын (MgO) мөхлөгүүдийн заагийг иддэг. Шингэн шаар нээлттэй нүх сүв рүү нэвчин, галд тэсвэртэй материалын барьцыг уусгаж, хайлах температур багатай кальцийн силикат болон кальцийн алюминатын фаз үүсгэнэ. Эдгээр фаз нь дараагийн дулааны мөчлөгүүдийн үед хууларч унадаг.
Гангийн урсгал, хутгалт ба дулааны мөчлөгөөс үүдэх механик болон дулааны элэгдэл
Доод талаас аргоноор хутгах үед үүсэх хүчтэй эргүүлэгт урсгал нь их биеийн доод хэсэг болон ёроолын цохилтын дэвсгэр дагуух зүсэлтийн хүчдэлийг нэмэгдүүлдэг. Хувиргагч зуух эсвэл цахилгаан нуман зуухнаас шанага руу хайлмал юүлэх үеийн цохилт нь цохилтын бүсэд 20 м/с-ээс их хурдтай хүчтэй механик доргилт үүсгэдэг. Хайлалтын хооронд хоосон шанагыг хөргөхөд үүсэх дулааны цохилт нь радиаль болон тойргийн чиглэлийн стрессийн ан цав үүсгэдэг.
03 — Галд тэсвэртэй материал сонгох бүс тус бүрийн аргачлал
Шанаганы галд тэсвэртэй материалын оновчтой загварт бүс тус бүрийн дулаан, химийн болон механик ачаалалд тохируулан өөр өөр зэрэглэлийн материалыг ашиглана:
| Доторлогооны бүс | Зөвлөмж болгож буй материал | Исэлдэлтэд тэсвэрлэх чадвар | Шаарт тэсвэрлэх чадвар | Элэгдэл/дулааны цохилтод тэсвэрлэх чадвар | Ашиглалтын ердийн хугацаа |
|---|---|---|---|---|---|
| Шаарын шугам | Хайлмал ширхэгт MgO-C тоосго (16-18% C, Al-Mg/B4C антиоксидант) | Маш сайн | Маш сайн | Маш сайн | 80-140 хайлалт |
| Металлын шугам (их бие) | Шатаасан/хайлмал MgO-C тоосго (12-14% C, Al антиоксидант) | Маш сайн | Маш сайн | Маш сайн | 100-180 хайлалт |
| Цохилтын дэвсгэр | Урьдчилан цутгасан корунд-шпинелийн блок эсвэл өндөр нягттай хүнд MgO-C | Маш сайн | Сайн | Маш сайн | 80-150 хайлалт |
| Шанаганы ёроол | Al₂O₃-MgO-C тоосго эсвэл корунд-шпинелийн цутгамал материал | Сайн | Сайн | Маш сайн | 100-180 хайлалт |
| Үлээлтийн бөглөөний блок | Бөглөөний ховилтой, урьдчилан цутгасан корунд-шпинелийн худагт блок | Сайн | Сайн | Маш сайн | 20-50 хайлалт / бөглөө |
| Аюулгүйн доторлогоо | Өндөр хөнгөн цагаан исэлтэй тоосго (65-75% Al₂O₃) эсвэл дулаан тусгаарлагч цутгамал материал | N/A | N/A | Дунд зэрэг | 1-3 жил |
04 — Зэрэглэл тус бүрийн галд тэсвэртэй материалын ердийн үзүүлэлтүүд (TDS)
Хоёрдогч металлургид зориулан боловсруулсан үндсэн ажлын доторлогооны зэрэглэлийн техникийн үзүүлэлтүүд:
| Үзүүлэлт | Металлын шугамын зэрэглэл (14% C) | Шаарын шугамын зэрэглэл (18% C) |
|---|---|---|
| MgO-ийн агууламж | ≥ 96% | ≥ 92% |
| Тогтмол нүүрстөрөгч | 13–15% | 17–19% |
| Эзлэхүүний нягт (г/см³) | ≥ 2.95 | ≥ 2.85 |
| Ил харагдах сүвэрхэг чанар (%) | ≤ 4.5% | ≤ 4.0% |
| Хүйтэн үеийн шахалтын бат бэх (MPa) | ≥ 40 | ≥ 35 |
| Коксжуулсны дараах үлдэгдэл нүүрстөрөгч (%) | ≥ 11.5% | ≥ 15.0% |
| Антиоксидант нэмэлтийн систем | Металл Al / Si | Al-Mg хайлш + B4C |
| Үзүүлэлт | Корунд-шпинелийн цутгамал материал (ёроол / цохилтын хэсэг) |
|---|---|
| Al₂O₃-ийн агууламж | ≥ 85% |
| MgO-ийн агууламж (шпинелийн фаз) | 6–9% |
| Ил харагдах сүвэрхэг чанар (1500°C) | ≤ 16% |
| Эзлэхүүний нягт (1500°C, г/см³) | ≥ 3.10 |
| Хүйтэн үеийн шахалтын бат бэх (1500°C, MPa) | ≥ 90 |
| Шугаман өөрчлөлтийн хурд (1500°C × 3 цаг, %) | +0.1-ээс +0.4% (бичил тэлэлт) |
05 — Исэлдэлт, шаар болон элэгдэлд тэсвэрлэх чадварыг сайжруулах инженерийн арга замууд
MgO-C тоосгоны антиоксидант системүүд
Графитын фаз исэлдэхээс өмнө давирхай-нүүрстөрөгчийн холбогчид нэмсэн антиоксидант нунтаг хүчилтөрөгчтэй урвалд орно. Түгээмэл антиоксидант химийн найрлага болон ажиллах температурын муж:
- Металл хөнгөн цагаан (Al): 660°C-д хайлж, Al4C3 үүсгэн урвалд орно. Үүний дараа Al4C3 нь CO-той урвалд орж Al2O3-ийн сахаллаг талстуудыг үүсгэн, тоосгоны нүх сүвийг нягтруулна.
- Al-Mg хайлш: 1000°C-ээс дээш температурт MgAl2O4 шпинелийн бичил талстуудыг байрандаа үүсгэж, эзлэхүүн тэлэхийн зэрэгцээ бичил нүх сүвийг битүүлэн хүчилтөрөгч болон шаар нэвтрэхээс хамгаална.
- Цахиур (Si) & B4C (борын карбид): B4C нь завсрын температурт (800–1100°C) B2O3 шингэн фаз үүсгэж, халуун гадаргууг бүрхсэн пааланлаг давхарга бий болгон, хүчилтөрөгч нэвтрэхийн эсрэг нэвтэршгүй хаалт үүсгэдэг.
Шпинель холбоост болон нүүрстөрөгч багатай найрлагууд
Цэвэр ган болон хэт бага нүүрстөрөгчтэй (ULC) цутгалтад уламжлалт 14–18%-ийн нүүрстөрөгчтэй тоосго нь нүүрстөрөгч шингээх эрсдэл үүсгэдэг. Урьдчилан нийлэгжүүлсэн шпинель нэмж, нүүрстөрөгчийг бууруулсан (3–6% C) Al2O3-MgO-C тоосго боловсруулснаар хайлмагийг бохирдуулахгүйгээр норохгүй шинж чанарыг хадгална.
Ханын зэврэлтийг бууруулахын тулд шаарны суурилаг чанар болон FetO-г хянах нь
Ашиглалтын үеийн шаарны химийн найрлага нь галд тэсвэртэй материалын элэгдлийн хурдад хүчтэй нөлөөлдөг. Цэвэршүүлэх шаарны суурилаг чанарыг (CaO/SiO2) 2.5-3.5-ын хооронд барьж, LF цэвэршүүлэлтийн үед FeO + MnO-ийн агууламжийг 2.0%-иас доош байлгаснаар исэлдүүлэгч шаарныхтай харьцуулахад MgO ширхэгийн химийн уусалтыг 50% хүртэл бууруулна.
Тоосгоны бүтэц, сүвшил болон барьцалдуулагч фазын хийц
Давирхай барьцалдуулагчтай хольцыг вакуум зуурах, өндөр тоннын гидравлик шахалт (>1000 t), ширхэгийн хэмжээг нарийн тохируулах нь ил харагдах сүвшлийг 3.5%-иас бууруулж, хялгасан судасны үйлчлэлээр шаар нэвчих холбоост сувгуудыг арилгана.
06 — Гангийн үйлдвэрийн техникийн худалдан авагчдад зориулсан худалдан авалтын шалгах хуудас
- Хайлмал магнезийн ширхэгийн цэвэршлийг шалгана уу (MgO ≥ 97.5%, SiO2 ≤ 0.6%, CaO/SiO2 ≥ 2.0).
- Үлдэгдэл нүүрстөрөгчийн агууламж болон антиоксидантын найрлагыг баталгаажуулсан хөндлөнгийн лабораторийн COA тайлан шаардана уу.
- Зуурмагийн заадал завсар гарахаас сэргийлж, тоосгоны өндөр болон налуу хэмжээг савны CAD бүрхүүлийн зурагтай тааруулна уу.
- Далайн тээвэрлэлтийн үед чийг шингэхээс сэргийлж, тавиурын савлагаанд чийгнээс хамгаалах вакуум агшдаг хальс ашиглахыг заана уу.
- Доторлогоог хугацаанаас нь өмнө солихоос сэргийлэхийн тулд шаарны бүс, их бие болон ёроолын доторлогооны ашиглалтын зорилтот хугацааг уялдуулна уу.
07 — Түгээмэл асуултууд (FAQ)
Шанаганы галд тэсвэртэй доторлогоо шаарны бүсэд хамгийн хурдан элэгдэхэд юу нөлөөлдөг вэ?
Шаарны бүс хамгийн хурдан элэгддэг. Учир нь энэ хэсэгт ган ба шаарны зааг савлаж, хүчилтөрөгчийн потенциал хэлбэлзэн, FeO ихтэй суурилаг шаарны нөлөөнд ордог. Эдгээр хүчин зүйл MgO-C тоосгон дахь нүүрстөрөгчийн исэлдэлт болон MgO барьцалдуулагч фазын химийн уусалтыг зэрэг түргэсгэдэг тул шаарны бүсийн элэгдэл доторлогооны бусад хэсгийнхээс ихэвчлэн хурдан байдаг.
Шанаганы шаарны бүсэд ямар галд тэсвэртэй тоосго хамгийн тохиромжтой вэ?
Al эсвэл Al-Mg антиоксидант системтэй хайлмал ширхэгт MgO-C тоосго нь стандарт сонголт юм; шаарны зэврэлтэд тэсвэртэй байх эсвэл нүүрстөрөгч шингээлтийг хянах нь дулааны цочролд тэсвэртэй байхаас илүү чухал үед Al₂O₃-MgO-C шпинель холбоост тоосго эсвэл нүүрстөрөгч багатай шпинелийн найрлагыг илүүд үздэг.
Антиоксидантууд MgO-C тоосгоны гүйцэтгэлийг хэрхэн сайжруулдаг вэ?
Металлын Al, Al-Mg хайлш, Si болон B₄C зэрэг антиоксидантууд орчиндоо урвалд орж оксид, карбид эсвэл боратын фаз үүсгэн тоосгоны нүх сүвийг битүүлж, нүүрстөрөгчийн холбоосод хүрэхээс өмнө чөлөөт хүчилтөрөгчийг зарцуулдаг. Ингэснээр нүүрстөрөгчгүйжих явц болон түүний дараах шаар нэвчилтийг удаашруулна.
Шанаганы доторлогоо хэдэн хайлалт даах ёстой вэ?
Бүс, гангийн марк, шаарын химийн найрлага болон хутгалтын эрчим зэргээс хамааран ашиглалтын хугацаа ихэвчлэн 80-180 хайлалт байдаг. Шаарын шугам болон цохилт сааруулагч дэвсгэрийн ашиглалтын хугацаа нь савыг бүхэлд нь дахин доторлох хугацааг ерөнхийдөө тодорхойлдог.
Шанаганы ажлын доторлогоо ба байнгын доторлогооны ялгаа юу вэ?
Ажлын доторлогоо нь ган болон шаарын шууд хүрэлцдэг, элэгдэж солигддог дотор давхарга бөгөөд доторлогоо шинэчлэх бүрд солино. Байнгын (хамгаалалтын) доторлогоо нь ган их биеийг хамгаалах дулаалгын нөөц давхарга бөгөөд ажлын доторлогоог олон удаа шинэчлэх хугацаанд тэсэхээр зохион бүтээгддэг.
08 — Холбоотой шийдлийн хуудсууд
- Гангийн шанаганы галд тэсвэрлэх материалын шийдлүүд — Савны иж бүрэн тойм, үйл ажиллагааны элэгдлийн бүсчлэл, цохилт сааруулагч дэвсгэрийн тохиргоо болон захиалгат үнийн саналын тодорхойлолтууд
- Шанагат зуухны (LF) галд тэсвэрлэх материалын шийдлүүд — Нумын дөлд өртөх бүсийн хамгаалалт, шаарын шугамын MgO-C тоосгоны сонголт болон шанаганы дээврийн дельта галд тэсвэрлэх материал
- RH дегазаторын галд тэсвэрлэх материалын шийдлүүд — Гурван давхаргат сорох хоолойн хийц, савны доод хэсгийн амсрын тоосго болон вакуум эргэлтийн элэгдлийн шинжилгээ
- MgO-C болон Al2O3-MgO-C нүүрстөрөгчийн тоосго — Марк тус бүрийн TDS үзүүлэлт, антиоксидантын матрицын найрлага болон өндөр цэвэршилттэй хайлуулсан магнийн оксидын тоосго
- Тундишийн хошууны суудлын тоосго (худаг блок) үйлдвэрлэгч — Угсармал худаг блок, хошууны үүрний блок болон урсгалын удирдлагын угсралтууд
Шанаганы галд тэсвэрлэх материалыг захиалгаар инженерчлүүлэх, үнийн санал авах
YK Chanshine нь шанаганы, конвертерийн болон тундишийн доторлогооны бүс бүрд тохируулан зохион бүтээсэн MgO-C тоосго, шпинель холбоостой тоосго болон цул цутгамал материалыг үйлдвэрлэдэг. Бид олон улсын хайлуулах цехүүдэд багц тус бүрийн COA/TDS баримт бичиг, захиалгат антиоксидантын найрлага, хэмжээний өндөр нарийвчлалыг санал болгодог. Шанаганы доторлогооны зураг, гангийн марк болон шаарын химийн найрлагыг илгээнэ үү. Бид 24-48 цагийн дотор албан ёсны үнийн санал хүргүүлнэ.