Nanoizolacja mikroporowata do odgazowywaczy RH

W metalurgii wtórnej odgazowywacz RH (Ruhrstahl-Heraeus) jest miejscem, w którym ciekła stal uzyskuje swój ostateczny skład chemiczny. Ciekła stal krąży między kadzią a wyłożonym materiałem ogniotrwałym zbiornikiem próżniowym, aby usunąć wodór, azot i węgiel w warunkach próżni. Każdy przepływ przez ten zbiornik kosztuje ciepło, a każdy stopień spadku temperatury musi być skompensowany dodatkowym przegrzaniem w konwertorze lub piecu łukowym. Cienka nanoporowata warstwa mikroporowata zapasowa za wyłożeniem roboczym zbiornika jest jednym z najtańszych sposobów na spowolnienie tej straty.

Dlaczego utrata ciepła w zbiorniku RH ma znaczenie

Obróbka RH jest procesem wrażliwym na temperaturę. Im dłużej lub intensywniej stal krąży, tym więcej ciepła ucieka przez ścianę zbiornika i tym bardziej kąpiel odbiega od docelowego okna temperaturowego. Gdy temperatura spada zbyt nisko, operatorzy reagują w sposoby, które wszystkie kosztują: podnoszą temperaturę spustu, ponownie przepalają, korygują skład stopowy lub skracają cykl próżniowy przed zakończeniem pełnego odgazowania. Bardziej stabilna temperatura pozwala metalurgii wykonać swoją pracę bez walki z czasem.

Ściana zbiornika jest punktem ucieczki ciepła. Konwencjonalne wyłożenie składa się z gęstego materiału odlewanego roboczego na zapasowym materiale ogniotrwałym, którego wartość izolacyjna jest ograniczona przez jego własną grubość i masę. Płyty nanoporowate zmieniają ten kompromis: zapewniają taki sam opór cieplny jak znacznie grubsze konwencjonalne wyłożenie zapasowe, w warstwie o grubości zaledwie kilku milimetrów.

Jak zbudowana jest warstwa zapasowa

Typowa konfiguracja wyłożenia zapasowego RH umieszcza płytę nanoporowatą między stalowym płaszczem zbiornika a monolitycznym wyłożeniem roboczym. Płyty są instalowane przy wewnętrznej ścianie, a następnie nakładane jest na nie odlewane wyłożenie robocze. Grubość płyt wynosi zwykle od 3 do 5 mm, dobierana tak, aby pasowała do geometrii zbiornika i gradientu termicznego, który ma przenosić wyłożenie robocze.

Płaszcz jest czyszczony i przygotowywany przed instalacją.
Płyty mikroporowate są mocowane do wewnętrznej ściany, cięte i dopasowywane do profilu zbiornika.
Odlewane wyłożenie robocze jest instalowane na płytach, tworząc warstwę gorącej strony.
Elastyczne arkusze lub płyty o niestandardowych kształtach pokrywają zakrzywione i niestandardowe sekcje.

Ponieważ nanopłyta mikroporowata może być cięta zwykłymi narzędziami stolarskimi i może być dostarczana jako elastyczny arkusz lub wstępnie uformowane kształty, dopasowuje się do konturu naczynia bez szczelin, które powodowałyby wyciek ciepła na krawędziach.

Co robi warstwa zapasowa dla procesu

Zmniejsza utratę ciepła podczas cyrkulacji stali, dzięki czemu kąpiel utrzymuje temperaturę przez cały cykl próżniowy.
Zawęża okno temperaturowe, poprawiając powtarzalność wyników odgazowania.
Obniża temperaturę zimnej strony wyłożenia roboczego, co wydłuża żywotność materiału ogniotrwałego.
Dodaje znikomą masę i grubość, dzięki czemu pasuje do naczyń o ciasnej geometrii.

Wybór odpowiedniego gatunku płyty

Warstwa zapasowa znajduje się za roboczą warstwą betonu ogniotrwałego, więc nie jest narażona na pełną temperaturę stali. Istotne jest, aby dopuszczalna temperatura ciągłego użytkowania płyty pozostawała z zapasem powyżej temperatury na styku, na jaką faktycznie będzie narażona. W zbiornikach RH gatunek 1000 (o dopuszczalnej temperaturze 1000 °C) jest zwykle wybierany jako warstwa zapasowa za monolitycznym licem gorącym; gatunek 1100 (1100 °C) jest dostępny, gdy warstwa znajduje się bliżej lica gorącego.

Właściwość	Gatunek 1000	Gatunek 1100
Temperatura klasyfikacji	1000 °C	1100 °C
Gęstość	220–280 kg/m³	220–280 kg/m³
Przewodność cieplna, 200 °C	0,021 W/m·K	0,021 W/m·K
Przewodność cieplna, 600 °C	0,028 W/m·K	0,028 W/m·K
Skurcz liniowy (800 °C)	<2%	<2%

Płyta o grubości 3-5 mm jest punktem wyjścia do projektowania; dokładna grubość jest potwierdzana obliczeniami cieplnymi warstwa po warstwie, dzięki czemu płyta nigdy nie przekracza swojej znamionowej temperatury. Nasi inżynierowie przeprowadzają tę kontrolę w ramach projektu dostosowanego do konkretnego zastosowania.

Zalecane produkty do tego zastosowania: nano mikroporowata izolacja do kadzi stalowniczych, płyty o niestandardowych kształtach, oraz standardowe płyty.

Najczęściej zadawane pytania

Dlaczego stosować warstwę mikroporowatą zamiast większej ilości materiału odlewanego?

Materiał ogniotrwały odlewany to warstwa konstrukcyjna i odporna na zużycie, a nie wydajny izolator. Nano mikroporowata płyta jest około trzy do czterech razy skuteczniejsza w spowalnianiu przepływu ciepła niż konwencjonalna warstwa ogniotrwała podkładowa o tej samej grubości, więc zapewnia znacznie większy opór cieplny na milimetry zabudowy.

Czy płyty wytrzymają cykl próżniowy?

Tak. Płyty działają jako sztywna, niewłóknista warstwa podkładowa za wykładziną roboczą, a nie na powierzchni próżniowej. Mikroporowata matryca jest wymiarowo stabilna w temperaturach międzyfazowych, którym podlega, co utrzymuje skuteczność warstwy przez powtarzające się cykle obróbki.

Czy płyta wpływa na pojemność kadzi?

Minimalnie i w dobrym kierunku. Ponieważ płyta zastępuje grubszą konwencjonalną warstwę podkładową, wykładzina może być cieńsza przy tej samej wydajności cieplnej, co w praktyce zachowuje lub nieznacznie zwiększa objętość roboczą kadzi.

Co jeśli moja kadź RH ma nietypowy profil?

Płyty o niestandardowych kształtach docięte do profilu kadzi, plus elastyczna mata na odcinki zakrzywione, pokrywają niestandardowe geometrie kadzi RH bez szczelin powodujących ucieczkę ciepła, które pozostawiają płaskie płyty na łuku.

Potrzebujesz kontroli termicznej warstwa po warstwie dla swojego zbiornika RH? Porozmawiaj z naszymi inżynierami izolacji z huty stali, aby uzyskać rekomendację płyty i grubości dostosowaną do projektu. Skontaktuj się z nami aby rozpocząć.