サブエントリーノズルの材質違い

の重要な部分として、 “3つの主要な部分” 連続鋳造の, サブエントリノズルは、溶融クォーツノズルからアルミニウムカーボンノズルまでの継続的な開発を経験しています, そして現在のアルミカーボン・ジルコニウムカーボン複合ノズルへ. スラグ侵食性や熱衝撃に対する優れた耐性により、, アルミニウムカーボン - ジルコニウムカーボンコンポジット水没したノズルは、主流として広く採用されています 水没したノズル. 水没したノズルの材料の基本的な要件は、溶融鋼の溶解に対する良好な耐性です, スラグ侵食に対する強い抵抗, 優れた耐熱衝撃性, そして、ノズルをブロックするのは簡単ではありません.

融合シリカノズル

融合したクォーツ製品には、優れた特性があります: 熱膨張係数が小さい, そして、良好な量の安定性; 熱膨張係数が小さいため, 高温の熱衝撃安定性が良好です; 良好な化学的安定性, そして良好な酸耐性, 300を超えるフルオロ酸と濃縮リン酸を除きます。, 化学侵食があります, 基本的には他の酸と反応しません; 耐浸食性; 高温は粘度が高くなります, 105PA・s (106 落ち着き) 2000年℃, 5×108pa・sに1550℃に達することができます; 高強度, 熱伝導率が低い, 1100以下ではほとんど変化していません; 導電率が低い. しかし, 高温で長い間使用される場合, クリスタル変換が発生します, クォーツは沈殿します, その結果、ノズルの亀裂と剥離が生じます. 加えて, 融合したクォーツノズルは鋼のマンガンと反応する可能性があるため, マンガンの高い含有量で鋼鉄を鋳造することはできません, 普通の炭素鋼と低マンガン鋼のみを鋳造することができます.

アルミニウムカーボン水没ノズル

アルミナで構成されたアルミニウムノズルは通常、複合材を使用します, 融合クォーツ, そしてグラファイト. アルミニウムカーボンノズルアルミナの材料は、一般的に融合または焼結アルミナです, 合成ムライト, その他の合成原材料, グラファイトはフレークグラファイトです。 99%. アルミニウムカーボンイマージョンノズルは、上記の原材料で構成されています, そして、等式に押されて還元雰囲気で発射されます. それらはセラミック結合コンポジット材料です.
融合したクォーツノズルと比較して, アルミニウムカーボンノズルは、溶融鋼の侵食に対する耐性が良くなります, 溶融鋼への汚染が少ない, 長期使用によって引き起こされる小さな温度変化, そして長いサービスライフ. それはマルチファーナスの連続鋳造を実現し、連続キャスティングスチールの種類を拡張することができます. したがって, アルミニウムカーボンイマージョンノズルは、連続キャスティング結晶剤の主流のノズルでした。.
現在使用されている多くのノズルは、アルミニウムカーボンノズルに基づいて改善されています. しかし, 連続鋳造プロセス中にアルミニウムカーボンノズルにまだいくつかの欠陥があります: カビスラグ侵食に対する抵抗が不十分, 耐熱衝撃性が低い, 熱伝導率が低い, これにより、スラグとアルミナのインクルージョンがノズルに付着します, その結果、ノズルの閉塞が発生します, 連続鋳造の滑らかさに深刻な影響を与えます. 加えて, 黒鉛, 原材料の1つ, 溶融鋼で溶解し、酸化されます, ノズルに部分的な損傷を引き起こします.

アルミニウムカーボンジルコニウムカーボンコンポジットサブエントリノズル

①アルミニウム炭素 - ザルコニウム - 炭素複合材の浸漬ノズル

アルミニウム炭素ノズルの継続的な使用により, それらの短所は、連続鋳造プロセスで徐々に露出しています: アルミニウム炭素ノズルの耐食性は比較的貧弱です, そして、ノズルスラグラインで局所腐食を引き起こすのは簡単です, 形成a “首の収縮現象” または骨折さえ, ノズル内に Al2O3 やその他の溶鋼脱酸生成物の堆積物が形成されやすい, ノズル詰まりの原因となる, 複数炉の連続鋳造に重大な影響を与える. したがって, 多くの研究者がノズル耐火材料の材料を継続的に研究してきました。. アルミニウムカーボンノズルをベースに, アルミニウム・炭素・ジルコニウム・炭素複合浸漬ノズルを開発, あれは, 本体は主にAl2O3-C材料で作られています, スラグラインはZrO2-C材料の層と複合されています. その多層構造を図に示します。 1. スラグラインにおけるジルコニウムカーボン耐火物の材料組成は一般的に次のとおりです。: ZrO2が65%~85%を占める, 安定剤CaO 3%~8%, 安定剤Y2O3が約 1%, 黒鉛が10%~20%を占める, そしていくつかの添加物が入っています. ジルコニウム炭素耐衝撃は、酸化ジルコニウムが強い化学物質の安定性を持ち、酸化アルミニウムよりも連続鋳造カビのスラグ侵食に対してより耐性があるため、スラグラインで使用されます。. 高温でスラグに溶解したZro2は、カビのスラグの粘度を増加させるでしょう. 加えて, 連続キャスティングカビスラグにおける酸化ジルコニウムの飽和溶解度は非常に低い, そして、その一部のみがスラグに溶けることができます. 溶解していないジルコニウム酸化物粒子は、液体スラグの表面に浮かぶ, これにより、カビスラグの見かけの粘度が増加し、その流動性が低下します. これは、スラグラインのZRO2-C材料のカビスラグの侵食を阻害します, ノズルの耐食性を改善します, 水没したノズルのサービス寿命を延長します.

slagスラグラインのZro2のプロパティ

ジルコニアには比較的安定した化学的性質があり、他の物質と化学的に反応するのは簡単ではありません. また、融点が高くなっています (2700℃), 高い抵抗率, 高い屈折率, 非常に低い熱膨張係数. したがって, それはしばしば高温耐火物として使用され、セラミック絶縁材料として使用されます. ジルコニアは、異なる温度で異なる結晶構造を持っています. 主なタイプが3つあります: モノクリン系 (M-Zro2), 四角いシステム (T-Zro2) および立方体システム (C-Zro2).

1170に加熱されたとき, モノクリン (M-Zro2) 四角形に変換されます (T-Zro2), ボリュームの収縮を伴います. 温度が850〜1000℃に低下したとき, それは四角形から変換されます (T-Zro2) モノクリニックへ (M-Zro2), ボリュームの拡張が発生します, 約3％〜5％のボリュームの変化を伴う.
水没したノズルのスラグラインの難治性材料として, 純粋な酸化ジルコニウムは直接使用されませんが、ノズルの耐衝撃性として使用する前に安定化する必要があります. しかし, 完全に安定化されたZRO2の熱膨張係数は大きい, 水没したノズルの熱衝撃耐性を減らす, 一方、ノズルの熱衝撃安定性は、部分的に安定化されたZRO2の小さな膨張係数によって改善できます。. したがって, 部分的に安定したZRO2 (pse) 通常、スラグラインで使用されます.
酸化ジルコニウムの一般的な安定剤にはCaOが含まれます, MgO, Y2O3, 等. これらの安定剤と酸化ジルコニウムによって形成される固体溶液は、安定性が異なります. その中で, Y2O3と酸化ジルコニウムによって形成される固溶体は、高温で長時間加熱すると分解しません, MGOと酸化ジルコニウムによって形成される固溶体は最悪の安定性を持っていますが, また、高温で長時間加熱すると分解反応が発生します;
Caoと酸化ジルコニウムによって形成された固溶体の場合, 部分的な分解は、高温で長時間加熱すると発生します. したがって, 酸化ジルコニウムが安定した後に形成された固溶体の安定性に関して, Y2O3には最良の効果があります, しかし、そのリソースは比較的乏しく、高価です.
したがって, CAOは通常、スタビライザーとして選択されます. 加えて, 安定化されたジルコニウム酸化物のジルコニウムとカルシウム元素の不均一な分布のため, 安定剤CAOは脱溶媒和を生成します, 安定化されたジルコニウム酸化物の不安定性とその耐食性が低下します. Y2O3によって安定化された酸化ジルコニウムで, 固形溶液中のジルコニウムとイットリウムの分布は非常に均一です, そして、不安定性を生み出すことは容易ではありません. したがって, 少量のYttrium Trioxideが通常、カルシウム安定化ジルコニアに追加されます, そして、添加された酸化カルシウムの量は通常約3％〜8％です, そして、Y2O3の含有量は通常存在します 1%.