Biên soạn bởi Jack Xing, Giám đốc Kinh doanh Kỹ thuật, YK Chanshine · Vật liệu chịu lửa cho đúc liên tục · Cập nhật
Lớp lót tundish quyết định ba yếu tố cùng lúc. Nó quyết định độ sạch của thép trong quá trình chuyển từ thùng rót đến khuôn. Nó quyết định thời gian mẻ đúc có thể kéo dài trước khi phải tháo tundish khỏi xe. Và nó quyết định lượng khí, nhân công và thời gian quay vòng mà khu vực chuẩn bị cần giữa các lần đúc.
Hầu hết các xưởng đúc liên tục sử dụng một trong ba hệ thống lớp lót làm việc: tấm cách nhiệt, lớp phủ phun / trát hoặc hỗn hợp rung khô. Hướng dẫn này so sánh thành phần hóa học, các đánh đổi trong vận hành, lựa chọn chất kết dính và yêu cầu tuân thủ quy trình lắp đặt, đồng thời cung cấp các phạm vi TDS điển hình và danh sách kiểm tra để lập báo giá.
Các điểm chính trong hướng dẫn này:
- Hỗn hợp rung khô mang lại tuổi thọ mẻ đúc dài nhất (20 đến hơn 60 giờ) và thép sạch nhất vì không chứa nước tự do, đồng thời tạo thành bề mặt nóng đặc chắc với lớp nền cách nhiệt.
- Tấm cách nhiệt không cần thiết bị gia nhiệt trước và dễ bóc xỉ, nhưng tấm silica có thể phản ứng với thép khử oxy bằng Al, gây ra khuyết tật tạp chất.
- Chi phí vật liệu của lớp phủ phun nằm giữa hai loại còn lại, nhưng cần sấy bằng khí ở nhiệt độ cao trong thời gian dài (800–1000 °C) để loại bỏ nước.
- Các mác thép có hàm lượng carbon cực thấp và nhạy cảm với hydro cần chất kết dính vô cơ (polyphosphate, natri silicate hoặc axit boric) để loại bỏ sự hấp thụ carbon và hydro.
Tổng quan: tấm lót so với lớp phủ và hỗn hợp rung khô
| Câu hỏi | Tấm | Lớp phủ phun / trát | Hỗn hợp rung khô |
|---|---|---|---|
| Nước trong hệ thống | Không có | Cao | Không có |
| Gia nhiệt trước | Có thể khởi động nguội | 800–1000 °C, 2–6 giờ | 200–300 °C, 45–90 phút (hoặc gia nhiệt nhanh) |
| Ưu điểm lớn nhất | Tháo dỡ nhanh, dễ dàng | Chi phí thi công thấp, cách nhiệt tốt | Tuổi thọ cao, bề mặt nóng đặc chắc, thép sạch |
| Rủi ro chính | Vấn đề về Si, H hoặc độ bền, tùy loại | Nước xâm nhập, hấp thụ H và O, bong tróc | Cần khuôn tạo hình và tuân thủ quy trình nghiêm ngặt |
| Tuổi thọ điển hình | Các mẻ ngắn | Lâu hơn tấm lót | 20 giờ trở lên, có báo cáo đạt 60–70 giờ |
Lớp lót tundish: các vùng và lớp
Thùng trung gian đúc liên tục có nhiều vùng vật liệu chịu lửa, mỗi vùng đảm nhiệm một chức năng riêng:
- Lớp cách nhiệt: nằm sát vỏ thép (tấm silicat canxi hoặc sợi gốm) để bảo vệ vỏ khỏi quá nhiệt.
- Lớp lót cố định (an toàn): gạch hàm lượng alumin cao hoặc vật liệu đúc ít xi măng, được giữ nguyên trong nhiều tháng.
- Lớp lót làm việc: lớp có thể thay thế (tấm, lớp phủ phun hoặc hỗn hợp khô), tiếp xúc trực tiếp với thép nóng chảy và xỉ thùng trung gian.
- Cụm điều tiết dòng chảy: tấm va đập, vách ngăn, đập chắn và bộ giảm nhiễu loạn giúp kiểm soát thời gian lưu và sự nổi của tạp chất.
Tấm cách nhiệt
Các tấm thùng trung gian là những tấm đúc sẵn được chèn hoặc trát vữa vào lớp lót cố định. Chúng cho phép khởi động nguội và tháo lớp lót rất nhanh, nên được ưa chuộng ở các máy đúc phôi nhỏ chạy theo chuỗi ngắn.
| Tấm | Phù hợp nhất với | Hiệu suất | Điểm cần lưu ý |
|---|---|---|---|
| Tấm silic | Thép cacbon thường & thép cốt bê tông | Chi phí thấp, dễ lắp đặt | SiO₂ bị khử trong thép khử oxy bằng Al, gây ra tạp chất |
| Tấm magiê | Thép sạch & thép hợp kim | Độ kiềm cao, ít phản ứng | Cần bảo quản cẩn thận để tránh hydrat hóa |
| Tấm forsterit | Các mác trung cấp | Độ giãn nở nhiệt cân bằng | Độ chịu lửa thấp hơn MgO tinh khiết |
Lớp phủ phun và trát
Hỗn hợp phủ được thi công bằng tay phun robot hoặc bay trát. Tuy có chi phí mỗi tấn thấp hơn hỗn hợp khô, chúng đưa vào 15% đến 25% nước cần được loại bỏ hoàn toàn bằng cách nung bằng khí:
| Thông số | Phạm vi điển hình | Ảnh hưởng đến máy đúc |
|---|---|---|
| Lượng nước bổ sung | 18–25% (phun) / 14–18% (trát) | Nguy cơ hydro cao nếu rút ngắn thời gian gia nhiệt trước |
| Chu trình nung | 800–1000 °C trong 2–6 giờ | Tiêu thụ lượng khí nhiên liệu đáng kể tại khu vực chuẩn bị |
| Tổn thất do bắn ngược | 5–12% trong quá trình thi công | Vật liệu hao hụt trong quá trình phun |
Hỗn hợp rung khô
Hỗn hợp rung khô (MgO 80% đến 92%) hiện là tiêu chuẩn cho thép sạch và đúc liên tục năng suất cao. Vì được lắp đặt hoàn toàn ở trạng thái khô quanh khuôn được gia nhiệt nên không có nước cần loại bỏ.
| Loại chất kết dính | Vật liệu phổ biến | Ưu điểm | Hạn chế |
|---|---|---|---|
| Hữu cơ | Nhựa phenolic, novolac, hắc ín | Độ bền xanh cao sau khi sấy ở 200–250 °C | Phát sinh khói/hơi trong quá trình đóng rắn; bổ sung C và H |
| Vô cơ | Polyphosphate, natri silicat rắn, axit boric | Không khói, không hấp thụ cacbon/hydro | Cần kiểm soát nghiêm ngặt nhiệt độ khuôn |
Thông số kỹ thuật TDS điển hình của hỗn hợp khô rung
| Thông số | Loại tiêu chuẩn (phôi vuông) | Loại độ tinh khiết cao (phôi tấm / thép sạch) |
|---|---|---|
| Hàm lượng MgO (%) | 82.0–85.0% | 88.0–92.0% |
| Hàm lượng SiO₂ (%) | ≤ 5.5% | ≤ 3.0% |
| Hàm lượng CaO (%) | ≤ 3.0% | ≤ 2.2% |
| Khối lượng thể tích (g/cm³) | 2.10–2.25 | 2.25–2.40 |
| Độ bền nén nguội (sau khi đóng rắn ở 250 °C) | ≥ 4.0 MPa | ≥ 5.0 MPa |
| Độ bền nén nguội (sau khi nung ở 1500 °C) | ≥ 18.0 MPa | ≥ 25.0 MPa |
Các cấu kiện trong thùng trung gian & bộ điều chỉnh dòng chảy
Các đập ngăn, đập tràn và tấm Turbostop đúc sẵn phối hợp với hỗn hợp khô rung để tối ưu hóa dòng chảy, kéo dài thời gian lưu và ngăn dòng chảy tắt đến vòi định lượng.
| Hình dạng | Vị trí | Chức năng chính |
|---|---|---|
| Turbostop / tấm chịu va đập | Ngay bên dưới ống rót thùng rót | Tiêu tán động năng của dòng chảy, ngăn hình thành xoáy xỉ |
| Đập tràn | Giữa vùng rót và vùng đúc | Buộc dòng thép hướng xuống dưới, giữ lại xỉ mặt |
| Đập ngăn | Phía trước vòi phun nhánh | Buộc dòng thép hướng lên trên để thúc đẩy tạp chất nổi lên |
Hướng dẫn quyết định: chọn lớp lót phù hợp cho máy đúc
| Loại máy đúc | Mác thép | Lớp lót làm việc được khuyến nghị |
|---|---|---|
| Máy đúc phôi vuông cỡ nhỏ (chuỗi đúc ngắn < 4 mẻ) | Thép cốt bê tông, thép thanh thương phẩm | Tấm cách nhiệt silica hoặc hàm lượng MgO thấp |
| Máy đúc phôi vuông / phôi bloom cỡ trung (4–12 mẻ) | Thép kết cấu, thép cacbon SBQ | Lớp phủ phun MgO hoặc hỗn hợp khô 82% MgO |
| Máy đúc phôi tấm năng suất cao (10–30+ mẻ) | Thép dập sâu, thép IF, ống dẫn API | Hỗn hợp khô MgO độ tinh khiết cao dùng cho phương pháp rung (88–92% MgO) |
| Máy đúc thép cacbon cực thấp / thép ổ trục | 100Cr6, dây thép làm lốp, ULC | Hỗn hợp khô MgO độ tinh khiết cao, liên kết vô cơ |
Câu hỏi thường gặp (FAQ): Hệ thống lớp lót làm việc cho thùng trung gian
Khác biệt giữa hỗn hợp khô rung dùng cho thùng trung gian và lớp phủ là gì?
Lớp phủ được trộn với nước và thi công khi còn ướt, nên cần nung lâu ở 800–1000 °C. Hỗn hợp khô đầm rung được rải khô, đầm rung quanh khuôn và sấy ở chỉ 200–300 °C, nên không đưa nước tự do vào lớp lót.
Hỗn hợp khô đầm rung cho thùng trung gian dùng được bao lâu?
Thông thường từ 20 giờ đúc trở lên. Đã ghi nhận kết quả cao cấp đạt 60–70 giờ. Tuổi thọ thực tế phụ thuộc vào mác thép, xỉ, nhiệt độ và chất lượng lắp đặt.
Tôi có thể dùng tấm silica cho thép khử oxy bằng Al không?
Không khuyến nghị. Al và Mn trong thép khử SiO₂ trong tấm, tạo thành Al₂O₃ và 2MnO·SiO₂, làm tăng tạp chất oxit.
Chất kết dính nào phù hợp nhất với thép có hàm lượng carbon cực thấp?
Chất kết dính vô cơ như polyphosphate, natri silicat dạng rắn hoặc axit boric. Chất này không thêm carbon hay hydro và không phát sinh khói gây kích ứng trong quá trình sấy.
Tôi nên sấy hỗn hợp khô cho thùng trung gian ở nhiệt độ nào?
Làm nóng khuôn đến 200–300 °C trong 1–2 giờ, tháo khuôn rồi nung khoảng 1 giờ ở nhiệt độ trên 1000 °C trước khi sử dụng. Luôn làm theo hướng dẫn riêng của nhà cung cấp.
Vì sao đập chắn và đập tràn trong thùng trung gian sử dụng magnesia?
Magnesia giữ được độ bền trong thép, có giá thấp hơn alumina-magnesia và hấp thụ các tạp chất Al₂O₃ để tạo thành lớp spinel. Theo báo cáo, vật liệu này cũng đưa vào thép ít oxy hơn khoảng 80% so với vật liệu chịu lửa hàm lượng alumina cao.
Vì sao thêm bột mịn α-Al₂O₃ và silica vào bê tông đúc đập chắn?
Bột mịn alumina phản ứng với MgO tạo thành spinel, nở khoảng 8% và làm đặc chắc nền. Bột mịn silica giảm hiện tượng hydrat hóa và nứt nhưng tạo ra các pha có điểm nóng chảy thấp, nên được giữ ở mức khoảng 2% trở xuống.
Tôi cần gửi thông tin gì để nhận báo giá lớp lót thùng trung gian?
Công suất, số dòng đúc, mác thép, độ dài chuỗi đúc, dữ liệu xỉ, lớp lót hiện tại và dạng hư hỏng, hạn chế về chất kết dính, số lượng và cảng nhận hàng. Chúng tôi sẽ phản hồi với đề xuất mác vật liệu và TDS.
Gửi thông số máy đúc liên tục và mục tiêu chuỗi đúc cho chúng tôi
Bạn muốn kéo dài thời gian đúc liên tục, giảm thời gian ngừng máy để thay thùng hoặc loại bỏ hiện tượng thép sạch hấp thụ hydro/oxy? Hãy gửi cho chúng tôi định dạng máy đúc (phôi vuông/phôi bloom/phôi tấm), mác thép, độ dài chuỗi đúc và tuổi thọ lớp lót hiện tại. Chúng tôi sẽ đề xuất hỗn hợp khô/tấm phù hợp, cung cấp TDS và so sánh chi phí trong vòng 24 đến 48 giờ.