Fóliová sonda Zr nově definuje čištění roztavené oceli a online monitorování

V průmyslu metalurgie železa a oceli byl proces dezoxidace vždy záchranným lankem, které určovalo výrobky z oceli. Od té doby je průmysl zvyklý na konečnou dezoxidaci přidáním hliníku nebo křemíku na konec pánvové rafinační pece (LF pec) nebo procesu vakuového odplynění (RH) a poté pomocí sondy pro stanovení kyslíku (to je to, co obvykle nazýváme "sonda koncentrace kyslíku" nebo "rychlá vzorková nádoba") ke zjištění aktivity kyslíku, aby bylo možné posoudit, zda je dezoxidace v místě.

Existuje však jedna obrovská logická bolest: sonda-pro stanovení kyslíku může pouze „najít problém“ a nemůže „problém vyřešit“. Když test prokáže, že obsah kyslíku překračuje normu, může operátor často pouze doplnit hliníkový drát nebo drát křemíku a vápníku. Tento druh reakce „měření-výpočtů -sčítání“ má nejen problémy s časovou prodlevou a nepravidelným-výtěžkem, ale také proto, že doplňková slitina velmi snadno zavádí nové inkluze a dostává se do začarovaného kruhu „deoxidace-tion-inkluze-redeoxidace“.

Nedávno, s průlomem technologie speciálních slitinových materiálů-, nová technologie detekce a zpracování roztavené oceli nazvaná-„self-reactivezirkonová fóliedezoxidační sonda" se tiše objevuje-ve špičkovém-speciálním metalurgickém kruhu. Tato technologie spojuje "detekci" a "úpravu" do jednoho a využívá jedinečné -ultra{4}}vysokoteplotní termodynamické charakteristiky zirko-nia (Zr) přesného prvku deoxidace}v{6}deoxidaci "v okamžiku vzorkování"{4}}

Technologická novinka: „čtyři nebo dvě sady kilogramů“ jednoho gramu zirkonové fólie

Přestože deoxidace hliníku má vysokou účinnost a nízkou cenu, inkluze Al ₂ O ㎡ se snadno akumulují a tryskají I když pozdější úprava vápníkem ji upravila na nízkou teplotu tání 12 CaO · 7 Al ₂ O ₂, bylo stále obtížné ji úplně odstranit.

Proč tedy zvolit zirkonium?

Podle reportéra "Metallurgy Today" se z příslušné materiálové laboratoře dozvěděl, že zirkonium (Zr), jako vzácný kov skupiny IVB, má silnou deoxidační schopnost. Při 1600 stupních je afinita zirkonia ke kyslíku ještě vyšší než afinita hliníku. V čem ale „sonda zirkonové fólie“ skutečně vyniká, není jen „rychlé vzlétnutí“, ale „šikovné vzlétnutí“.

1. Zázrak "rozšíření" produktů

Po přidání deoxidačního činidla (jako je hliník) do roztavené oceli je vytvořená oxidace často velká a nerovnoměrně rozložená. Nová technologie sondy vytváří z čistého zirkonia extrémně tenkou fólii jako hlavní součást ocelové vzorkovací sondy. Když je sonda ponořena do roztavené oceli,zirkonová fólierychle taje a uvolňuje se rovnoměrně.

Studie ukázaly, že částice ZrO ₂ produkované deoxidací zirkonia jsou extrémně jemné. Simulační experimenty Northeastern University potvrdily, že velikost této jemné inkluze Zr-O může být řízena mezi 0,2 ~ 1μm a představuje velmi vysoký disperzní distribuční stav pod mikroskopem s vysokým-výkonem. To znamená, že deoxidace zirkonia nejen odstraňuje kyslík, ale také poskytuje heterogenní nukleační jádro pro následné zjemnění zrna oceli vytvářením extrémně jemných oxidových částic.

2. "Adsorpce" spíše než "reakce"

Další unikátností zirkonia je jeho morfologická kontrola sulfidů. Během procesu tuhnutí roztavené oceli se MnS (sulfid manganu) velmi snadno vysráží s tímto dispergovaným ZrO ₂ jako jádrem a tvoří kompozitní inkluze ZrO ₂ · MnS. Tato struktura nejenže zabraňuje tvorbě škodlivých dlouhých proužků MnS, ale také indukuje tvorbu velkého množství jehličkovitých feritů v důsledku "na mangan-chudé oblasti" vytvořené na jejím povrchu.

Technický ředitel ze severské továrny na speciální oceli poznamenal-: „Toto není jednoduchá dezoxidace, to je použití logiky „aditiv“ k „rafinaci“. Vrstva zirkoniové fólie v sondě je ve skutečnosti pro Konečná tkáň oceli je ‚očkována‘.“

Scénáře aplikace: od „Buďte moudřejší po události“ po „Buďte moudřejší před událostí“

Ve zprávách z průmyslu nezávislých stanic se často setkáváme se statickými zprávami o výkonu oceli a nástup sond ze zirkoniové fólie podvrací -logiku kontroly na místě dynamického tavení.

Scénář 1: Řešení dezoxidace "mrtvé zóny" vysoce legované oceli

U nerezové oceli nebo žáru{0}}odolné oceli s vysokým obsahem chromu a niklu se deoxidace hliníku snadno nezdaří kvůli změně koeficientu aktivity hliníku. Chemická afinita zirkonia ke kyslíku v roztavené oceli je méně narušena jinými slitinovými prvky. V okamžiku ponoření sondy se v lokální oblasti povrchu roztavené oceli vytvoří extrémně nízký parciální tlak kyslíku, který účinně řeší problém dezoxidace vysokolegované oceli.

Scénář 2: Ukončete "nodulaci trysky"

U tenkých válcovaných tyčí, ocelí pro tváření za studena a jiných jakostí oceli, které vyžadují extrémně vysokou čistotu, je nodulace trysky způsobená Al ₂ O ㎡ v průmyslu trvalým problémem. Teplota tání produktu deoxidace zirkonia ZrO ₂ je extrémně vysoká (kolem 2700 stupňů) a trend být v „kapalném“ nebo „polo{2}}roztaveném“ stavu v roztavené oceli je mnohem nižší než u Al 20 2 a není snadné přilnout ke stěně trysky, čímž se významně prodlužuje doba kontinuálního lití.

Perspektiva odvětví: Dialektická jednota ekonomického účtu a účtu výkonnosti

I když je cena zirkonia mnohem vyšší než cena hliníku a ferosilicia, proč je průmysl ochoten vyzkoušet tuto „drahou“ sondu v dnešních stále skromnějších ziscích ve špičkové{0}}výrobě?

Odpověď spočívá v „komplexních nákladech“.

Procesní řetězec „krmení hedvábím + úprava vápníku“ je dlouhý a rychlost získávání vápníku je extrémně nestabilní. Sonda ze zirkonové fólie ve skutečnosti přidává množství dezoxidantu přesně na "gramy". Protože sonda působí přímo na omezenou oblast roztavené oceli, je zabráněno nadměrnému přidávání způsobenému přidáváním slitin do oceli v celé peci.

Ještě důležitější je, že použitím zirkoniové úpravy se výrazně zlepší únavová pevnost oceli (zejména vysokocyklová únavová zóna křivky S-N). Pro výrobce automobilových dílů, spojovacích prvků pro větrnou energii a-rychlostních železničních pružinových ocelí to znamená vyšší prémie za produkty a prémie za bezpečnost.