توسعه مواد نسوز کوره های قوس الکتریکی

کوره قوس الکتریکی (EAF)مواد نسوز به طور گسترده در صنعت فولاد برای تولید فولاد با کیفیت بالا با هزینه کمتر در مقایسه با روش های سنتی مانند کوره های روباز استفاده می شوند. با این حال، گرمای شدید تولید شده در طول فرآیند EAF می تواند آسیب قابل توجهی به مواد نسوزی که دیواره ها و سقف کوره را پوشانده اند، وارد کند. این وضعیت نیاز فوری به توسعه مواد نسوز جدید و پیشرفته را که قادر به تحمل شرایط سخت در محیط EAF هستند، برجسته می کند.

یکی از چالش های اصلی در توسعه مواد نسوز EAF، ایجاد تعادل بین مقاومت در برابر شوک حرارتی بالا، هدایت حرارتی کم و پایداری شیمیایی خوب است. مواد نسوز باید بتوانند در برابر نوسانات سریع دما که در طول فرآیند EAF رخ می دهد، بدون ترک خوردن یا پوسته پوسته شدن، مقاومت کنند. ترک خوردن یا پوسته پوسته شدن می تواند منجر به خرابی زودرس پوشش نسوز شود که به نوبه خود بر عملکرد عادی EAF و کیفیت فولاد تولید شده تأثیر می گذارد.

علاوه بر این، این مواد باید هدایت حرارتی کمی داشته باشند تا تلفات حرارتی را به حداقل برسانند و مصرف انرژی را کاهش دهند. در فرآیند EAF که انرژی زیادی مصرف می شود، کاهش تلفات حرارتی برای بهبود راندمان انرژی و کاهش هزینه های تولید بسیار مهم است. در نهایت، مواد نسوز باید پایداری شیمیایی از خود نشان دهند تا از واکنش با فولاد مذاب یا سایر اجزای موجود در EAF جلوگیری شود. واکنش های شیمیایی نه تنها می توانند مواد نسوز را تخریب کنند، بلکه فولاد مذاب را نیز آلوده کرده و بر کیفیت آن تأثیر می گذارند.

برای مقابله با این چالش ها، محققان و تولیدکنندگان طیف متنوعی از مواد نسوز را به طور خاص برای استفاده در EAF ها توسعه داده اند. برخی از رایج ترین انواع مواد نسوز EAF به شرح زیر است:

مواد نسوز بر پایه آلومینا

این مواد عمدتاً از اکسید آلومینیوم (Al₂O₃) تشکیل شده اند. آنها به دلیل نقطه ذوب بالا، مقاومت خوب در برابر شوک حرارتی و پایداری شیمیایی شناخته شده اند. به دلیل این خواص، آنها معمولاً در بخش های کوره و تاندیش EAF استفاده می شوند. نقطه ذوب بالا آنها را قادر می سازد تا در برابر دماهای بالا در این مناطق مقاومت کنند، در حالی که مقاومت خوب در برابر شوک حرارتی و پایداری شیمیایی عملکرد طولانی مدت آنها را تضمین می کند.

مواد نسوز بر پایه سیلیس

این مواد که عمدتاً از دی اکسید سیلیسیم (SiO₂) تشکیل شده اند، با پایداری شیمیایی عالی و هدایت حرارتی کم مشخص می شوند. آنها اغلب در بخش های سرباره گیری و تصفیه پاتیل EAF استفاده می شوند. هدایت حرارتی کم به کاهش تلفات حرارتی در طول عملیات سرباره گیری و تصفیه پاتیل کمک می کند و پایداری شیمیایی از واکنش با سرباره و فولاد مذاب جلوگیری می کند.

مواد نسوز بر پایه منیزیا

این مواد که عمدتاً از اکسید منیزیم (MgO) تشکیل شده اند، به دلیل نقطه ذوب بالا و مقاومت خوب در برابر شوک حرارتی شناخته شده اند. آنها معمولاً در نازل ورودی زیر آب (SEN) و سایر مناطق EAF که دماهای بالا در آنجا رایج است، استفاده می شوند. نقطه ذوب بالا به آنها اجازه می دهد تا به طور موثر در مناطق با دمای بالا عمل کنند و مقاومت خوب در برابر شوک حرارتی دوام آنها را در برابر تغییرات سریع دما تضمین می کند.

مواد نسوز بر پایه کربن

این مواد عمدتاً از کربن ساخته شده اند. آنها به دلیل هدایت حرارتی بالا و پایداری شیمیایی خوب شناخته شده اند. آنها اغلب در دستگاه های نگهدارنده الکترود و سایر مناطق EAF که انتقال حرارت در آن اهمیت زیادی دارد، استفاده می شوند. هدایت حرارتی بالا انتقال حرارت کارآمد را تسهیل می کند و پایداری شیمیایی از واکنش با محیط اطراف جلوگیری می کند.

علاوه بر این مواد نسوز سنتی، محققان همچنین در حال بررسی مواد جدیدتری مانند کاربید سیلیکون (SiC)، گرافیت و فوم های سرامیکی برای استفاده در EAF ها هستند. این مواد مقاومت در برابر شوک حرارتی بهبود یافته، هدایت حرارتی کمتر و پایداری شیمیایی بهتری را در مقایسه با مواد نسوز سنتی ارائه می دهند. به عنوان مثال، کاربید سیلیکون دارای مقاومت عالی در برابر شوک حرارتی و هدایت حرارتی بالا است که می تواند با توجه به نیازهای خاص تنظیم شود. گرافیت دارای پایداری شیمیایی خوب و هدایت حرارتی بالا است و فوم های سرامیکی دارای هدایت حرارتی کم و خواص عایق حرارتی خوبی هستند.

به طور کلی، توسعه مواد نسوز EAF جدید و بهبود یافته نقش اساسی در تسهیل پذیرش گسترده EAF ها در صنعت فولاد داشته است. تحقیق و نوآوری مستمر در این زمینه از اهمیت بالایی برخوردار خواهد بود تا اطمینان حاصل شود که EAF ها در آینده رویکردی مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست برای تولید فولاد با کیفیت بالا باقی می مانند.

 ما یک تولید کننده حرفه ای کوره های الکتریکی هستیم. برای سوالات بیشتر، یا اگر به کوره های قوس زیر آب، کوره های قوس الکتریکی، کوره های تصفیه پاتیل یا سایر تجهیزات ذوب نیاز دارید، لطفاً دریغ نکنید با ما در تماس باشید  susan@aeaxa.com