Bir kepçenin geçirgen tuğlası, ikincil rafinasyon işlemindeki en kritik fonksiyonel bileşendir ve çelik ikincil rafinasyonda alt üflemeli argon işlemi için anahtar fonksiyonel bir malzemedir. Ana işlevleri aşağıdaki gibidir:
(1) Mevcut işlem için optimal döküm sıcaklığını elde etmek için kepçedeki erimiş çelik sıcaklığın düzgün dağılımını düzenleyebilir.
(2) Gaz karıştırma yoluyla, kepçedeki alaşımları ve deoksidizörleri eşit olarak dağıtabilir.
(3) Erimiş çeliğin temizlik gereksinimlerini karşılamak için erimiş çelikte metalik olmayan kapanımları cüruf içine taşıyabilir.
Yukarıdaki işlevleri elde etmek için, rafinasyonda kullanılan inert gazın geçirgen tuğla boyunca kepçeye üflenmesi gerekir. Geçirgen tuğlanın çalışma yüzeyinde (yani, geçirgen tuğla ve erimiş çelik arasındaki temas yüzeyi), yeterli basınç altında üflenen çok sayıda kabarcık, tüm kepçe içindeki erimiş çeliği karıştırmak için bir gaz enjeksiyon jeti oluşturur, erimiş çelik akışını teşvik eder ve kepçedeki sıcaklığı ve bileşimi homojenleştirir. Aynı zamanda, sürekli çıkarılan kabarcıklar, erimiş çeliğin etkisi altında erimiş çelikte metalik olmayan kapanımlar taşır ve erimiş çeliğin temizlenmesi amacına ulaşır.
Yukarıdaki metalurjik işlevleri yerine getirmek için geçirgen tuğlalar aşağıdaki anahtar özelliklere sahip olmalıdır:
(1) İyi gaz geçirgenliği.Geçirgenlik, geçirgen tuğlaların kalitesini ölçmek için önemli parametrelerden biridir. Çalışmalar, erimiş çeliğin karıştırma enerjisinin, üflenmiş gazın akış hızı ile doğru orantılı olduğunu göstermiştir; Elleğin karıştırılması, erimiş çeliğin karıştırma verimliliğini doğrudan etkiler ve sadece yeterli karıştırma enerjisi iyi karıştırma etkileri elde edebilir. Argon üfleme hacmi sabit olduğunda, argon baloncukları daha fazla patlarsa, erimiş çeliğin gazetlenmesi ve karıştırılması daha uygun olur.
(2) Yüksek sıcaklık korozyon direnci.Rafinaj kepçelerinin sıcaklık ve zaman açısından son derece katı gereksinimleri vardır, en yüksek sıcaklık genellikle 1750 dereceyi aşar ve rafine süresi bazen düzinelerce dakikaya ulaşır. Rafine operasyonlar sırasında, cürufun temelliği geçirgen tuğlaların hizmet ömrü üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Bu nedenle, geçirgen tuğlalar yüksek sıcaklıklarda yüksek geçirgen alkalin cüruf ile aşınır ve hızla bozulur.
(3) Yüksek sıcaklık aşınma direnci.Bir rafinasyon kepçesinde alt üfleyen argon, argon üfleme nedeniyle, kepçedeki erimiş çeliğin akış hızı çok yüksektir, astar malzemelerinin, alt geçirgen tuğlaların ve koltuk tuğlalarının erimiş çelik tarafından ovulmasını ve aşınmasını önemli ölçüde artırır. Ladle sıcak onarımı sırasında, geçirgen tuğlanın yüzeyinde artık çelik ve cürufu çıkarmak ve gaz geçirgenliğini geri kazanmak için, geçirgen tuğla yüzeye yapışan çelik cürufunu eritmek için oksijen üfleme temizliği gereklidir; Aynı zamanda, erimiş cürufu çıkarmak için geçirgen tuğlaya gaz üfleme. Temizleme işlemi sırasında, geçirgen tuğla yüksek hızlı gaz akışları ile temizlenir, bu nedenle iyi yüksek sıcaklık aşınma direncine sahip olmak gerekir.
(4) İyi termal şok direnci.Kepçenin aralıklı çalışması nedeniyle, erimiş çelik kepçeye döküldüğünde, geçirgen tuğlanın ucu yüksek sıcaklıklı erimiş çeliğe maruz kalır ve ani bir sıcaklık artışına neden olur. Argon üflerken, malzeme soğuk gaz akışları ile soğutulur ve içeride büyük termal gerilmeler üretir. Bu arada, erimiş çelik boş bir kepçeye döküldüğünde önemli sıcaklık değişiklikleri de meydana gelir. Bu nedenle, geçirgen tuğlaların servis koşulları son derece serttir, bu da onları termal serpme ve yapısal serpme ile eğilimli hale getirir.
(5) Basit kurulum ve güvenli ve güvenilir performans.Geçirgen tuğlalar, kepçenin altındaki koltuk tuğlalarının içine kurulur ve servis koşulları son derece serttir. Kepçe geçirgen tuğlaların servis ömrü, tüm kepçenin ömrü ile senkronize edilemez, bu nedenle değiştirilmeleri gerekir. Bu nedenle, kurulumu basit, güvenli ve güvenilir kullanımda olmaları ve çelik penetrasyon veya sızıntı olaylarından kaçınmaları gerekmektedir.
| Karşılık gelen çelik sınıfı | Hizmet Yaşam Gereksinimi | Blow - oran gereksinimi yoluyla | Erimiş çelik temizlik gereksinimi | Akış hızı gereksinimi | Uygulanabilir tip |
| Düz karbon çeliği | Yüksek | Orta | Hiçbiri | Yüksek | Slit - Tür |
| Düz karbon ve düşük orta karbon çelik | Yüksek | Yüksek | Orta | Yüksek | Slit - Tür, Seramik Tüp - Tür |
| Paslanmaz çelik | Orta | Yüksek | Yüksek | Orta | Çekirdek Plaka - Tip |
| Özel çelik | Orta | Yüksek | Yüksek | Orta | Difüzyon - Tip, Çekirdek Plaka - Tür |
Kepçe geçirgen tuğlaların ortak sınıflandırması
Yıllarca süren gelişimden sonra, geçirgen tuğlaların ortak yapısal tipleri esas olarak üç tip içerir: difüzyon tipi, yarık tipi (integral döküm tipi ve çekirdek plaka eklem tipi dahil) ve düzgün mikro gözenekli tip.
Difüzyon tipi geçirgen tuğla, geçirgen tuğlaların en eski şeklidir. Malzemenin yüksek gözenekliliği nedeniyle, çok sayıda gözenek inert gazlar için kanal sağlar. Bu yüzey gözenekli difüzyon tipi geçirgen tuğlanın dezavantajları arasında düşük mukavemet, zayıf erozyon direnci, erimiş çelik ve cürufun penetrasyonunun neden olduğu kolay saçma ve erimiş çelik üzerinde nispeten zayıf karıştırma etkisi bulunur. Şu anda, yerli kepçe geçirgen tuğlalarda nadiren kullanılmaktadır.
Yarık tipi geçirgen tuğlalar iki form içerir. Birincisi, geçirgen tuğlanın orta kısmı, yarık oluşturmak için birkaç kalıplanmış ince plakanın monte edilmesiyle oluşturulur, dışarıya dökülebilir malzeme kullanılarak, yani "eklem tipi" olarak adlandırılır. Bu geçirgen tuğlanın dezavantajı, şişmiş gazın zayıf kontrol edilebilirliğidir. Diğeri, tuğla gövdede yaygın olarak "yarık tipi" olarak bilinen düzinelerce düz yarık ön döküm. Eski, yarık tipi geçirgen tuğlaların daha uzun servis ömrü, daha yüksek gaz üfleme verimliliği, daha büyük gaz akış hızı ve daha iyi karıştırma etkisi gibi avantajları vardır.
Çelik bitkilerde yaygın olarak kullanılan yarık tipi geçirgen tuğlaların normal erozyon süreci aşağıdaki şekilde gösterilmiştir:
Difüzyon - tip geçirgen tuğlalar, yarık - tip geçirgen tuğlalar daha yüksek yoğunluğa, daha iyi erozyon direncine ve oksijen temizliğine karşı daha iyi dirence sahiptir.
Düz - Delik - Tip Geçirgen Tuğlalar, değişen sayılardaki ince çelik boruların tuğlalara yerleştirilmesiyle yapılır. Gaz kanalları birçok düz, küçük borudan oluşur ve döküm yöntemi ile oluşturulur. Difüzyon - tip geçirgen tuğlalarla karşılaştırıldığında, düz - delikten - tip geçirgen tuğlalar daha iyi bir karıştırma etkisine sahiptir ve servis ömrü 2 - 3} kat daha uzundur. Bununla birlikte, dezavantajları, sağlayabilecekleri gaz akış hızının sınırlı olmasıdır. Kullanımın sonraki aşamasında, gaz geçirgenliğindeki azalma veya patlayamama nedeniyle rafinasyon genellikle başarısız olur.
Geçirgen tuğlaların gaz geçirgenliği, öncelikle geçirgen tuğlanın gaz geçirgenliğinin temel işlevine sahip olup olmadığına odaklanan darbe oranı ile yaygın olarak değerlendirilir - çelik işletmelerinin ilk incelediği bir performans. Operasyon sırasında rahatlığı ve çabukluğu, çelik işletmeleri ve geçirgen tuğla üreticileri tarafından yaygın olarak kabul edilmiştir. Bununla birlikte, çelik kalitesinin iyileştirilmesiyle, tek fonksiyonel değerlendirme endeksi olarak darbe oranını kullanmak biraz tek taraflı hale gelmiştir. Gaz geçirgenliği aşağıdaki göstergelere ayrılabilir: darbe hızı, maksimum akış hızı, akış hızı kontrol edilebilirliği, başlangıç üfleme performansı ve kabarcık özellikleri.
Yüksek ciro kepçeleri, mümkün olan en kısa sürede daha fazla karıştırma gücü gerektirir. Bu nedenle, maksimum akış hızı göstergesi önerilmiştir. Maksimum akış hızı, geçirgen tuğlanın yapısal tipine ve tasarlanan akış hızına bağlıdır. Slit - tip geçirgen tuğlaların tasarlanan akış hızı genellikle diğer tiplerden daha yüksektir. Bu nedenle, 300 t veya daha fazla büyük hacimli kepçe için, yarık - tip geçirgen tuğlalar çoğunlukla kullanılır. Akış hızı kontrol edilebilirliği, akış hızının basınçla ayarlanabileceği anlamına gelir. Basınç arttıkça, akış hızı buna göre artmalıdır. İyi bir başlangıç üfleme performansı, geçirgen tuğlanın gaz kanallarının nispeten küçük bir kabuk kırma basıncı altında hızla açılabileceğini yansıtır.
Çok sayıda çalışma, difüzyon tipi geçirgen tuğlalarla havaya uçurulan kabarcıkların daha küçük çaplara sahip olduğunu göstermiştir; Yarık tipi geçirgen tuğlalarla karşılaştırıldığında, difüzyon tipi geçirgen tuğlalar aynı akış hızında daha fazla sayıda kabarcık üretir. Çok sayıda daha küçük çaplı kabarcıklar daha ince boyutlu metalik olmayan kapanımları adsorbe edebilir. Kabarcıklar yüzmek için metalik olmayan kapanımları taşır ve sonunda cüruf tabakası tarafından yakalanır. Bu gaz geçirgenliği özelliği, yumuşak üfleme sırasında erimiş çelikte metalik olmayan inklüzyonların çıkarılmasına elverişlidir. Bununla birlikte, difüzyon tipi geçirgen tuğlaların büyük hacimli kepçelerde güçlü üfleme akış gereksinimlerini karşılamak zordur ve güçlü üfleme sırasında, geçirgen tuğlalar daha hızlı bir şekilde aşınır ve daha hızlı giyilir, bu da daha düşük servis ömrüne neden olur.
Difüzyon tipi geçirgen tuğlalarla karşılaştırıldığında, yarık tipi geçirgen tuğlalar, akış gereksinimlerini karşılamada daha büyük avantajlar göstermektedir. Bununla birlikte, erimiş çelik saflık için yüksek gereksinimlere sahip özel çelik için zayıf kapsamlı metalurjik verimliliğe sahiptirler.
