einfuss von Phosphor auf Baustahl im induktionstiegelfen

Die stahlproduction在Induktionsöfen macht etwa ein Drittel der gesamten stahlproduction在印度aus。Die Hauptvorteile der Induktionstiegelöfen [3] liegen in ihrer großen Vielseitigkeit, der Möglichkeit, den Ofen bei Bedarf zu stoppen, der sehr guten Temperaturkontrolle während des Schmelz- und behandlungsprozess und der Fähigkeit, jede Art von Legierung einschliee ßlich kohlenstoffarmer Stähle zu schmelzen。

Die typische Charge für Die Herstellung von Baustahl mit einem Induktionsofen hängt stark von der örtlichen Verfügbarkeit von Rohstoffen ab，在der Regel aus einer Mischung aus Stahlschrott, Roheisen und DRI (direkt reduziertem Eisen)在unterschiedlichen Anteilen。Dies kann zu unterschiedlichen phosphorengen im Ausgangsstahl führen, möglicherweise bis zu 0.1%。

Trotz der oben genannten Vorteile weisen Induktionstiegelöfen einige Nachteile und Einschränkungen auf, insbesonere im Hinblick auf den möglichen Entphosphorierungsprozess。Erstens ist die Form des Gefäßes aufgrund des geringen Verhältnisses zwischen Badoberfläche und -volumen nicht vollständig für jede Art von Schlackenbehandlung geeignet。电气磁极之功Rühren der Schmelze und möglicherweise Einblasen von Sauerstoff und/oder Inertgas ausgeglichen werden, welche relative einfach zu realisieren sind。Zweitens sind die herkömmlichen feuerfesten Auskleidungen, die in Stahlinduktionsöfen verwendet werden, nicht geeignet, um hochbasischen Schlacken langfristig zu widerstehen。水晶基础的auure Auskleidungen auf von kristallinem Siliziumdioxid können dem Kontakt mit einer entphosphooriungsschlacke nicht standhalten, auch nicht für einen kurzen Zeitraum。镁基材料基础:für den Schmelzprozess beder Bildung saurer Schlacken geeignet。大地之美gegenüber温度与自然之美für diskontinuierliche Prozesse schlecht geeignet。

中性输弹力团(中性输弹力团)基于Spinell gebundenem al - moxid in diesem Segment entwilung tatsächlich möglich gemacht und gleichzeitig Die Lebensdauer der Auskleidung bei Standardschmelzbetrieb im Vergleich另类trocken gestamten Materialien deutlich verbessert。圣戈班Verwendung von Saint-Gobain NRM-Zustellungen帽子bereits ihre kosteneffizenz bei der Entphosphorung von DRI-basiertem Stahl im Vergleich zur Verwendung von phosphorarmen Schrotten bewiesen。Die Verkürzung der Lebensdauer der NRM-Zustellung infolge der zusätzlichen Korrosionsrate in verindung mit der Entphosphorierungsschlacke hat jedoch starke wirtschaftliche Auswirkungen für den Stahlhersteller und stellt ein ernsthaftes Hindernis für Die Entwicklung dieses Verfahrens in Induktionstiegelöfen dar。

Obwohl NMR einen interessanten Kompromiss vor Korrosion and thermischen Schocks in Stahlinduktionsöfen darstellen, einschließlich eines möglichen entphosphorierungsprozess, weisen sie auch einige Einschränkungen auf, die mit ihrem intrinsischen Design and ihrer Mikrostruktur zusammenhängen。Ihr Bindungssystem basiert auf der Spinellbildung in situ bei hohen Temperaturen, die bekanntermaßen eine gute Korrosionsbeständigkeit gewährleistet。Die Spinellbildung get jedoch mit einer beträchtlichen Volumenausdehnung einher, Die Die mechanische der gesinterten Schicht einschränkt und aufgrund für eine gute Stampfbarkeit und eine angemessene Haltbarkeit (Reaktivität der MgO-Feinteile) erforderlichen Teilchengröße nicht wirklich zu kleinen Poren führt。Die Entwicklung der Spinell Bindung wirab XNUMX°C angenommen [XNUMX][XNUMX]。verschiedenen Verunreinigungen, Die im Wesentlichen vom Magnesia stammen, sowie Die Druckspannungen, Die durch Die Ausdehnung under heißen Sinterschicht erzeugt werden, führen zu einer verfestiung des Materials in den hinteren Schichten, sobald Die temperature XNUMX-XNUMX°C überschreitet。

Außerdem ist MgO, obwohl es ein basisches Oxid ist, in iner typischen entphosphoorierungsschlacke keineswegs惰性的。死Löslichkeit von MgO在einer CaO-FeO-CaF₂-Schlacke liegt bei 1550°C bei etwa 4%， steigt aber nach einer forschreitenden SiO₂-Anreicherung der Schlacke während des Dephos-Prozesses schnell auf über 10% oder mehr an[7]。德国贝斯皮埃尔的塔贝尔zeigt für Die Entwicklung Dephos-Schlacke in einem Labortiegelofen, der mit 85%igen MgO-Auskleidung zugestellist。MgO-Gehalts在lafe der Zeit中具有极大的兴趣。

电阻焊。时间	0	20分钟	1 Stunden
曹	63.6	59.6	31.8
菲2O3.	27.2	6.3	3.9
艾尔2O3.	5.7	6.7	6.4
SiO2	2.3	16.0	16.8
MNO	< 0.1	3.9	9.9
Cr2O3.	< 0.1	0.3	0．5
分别以	< 0.1	6.3	29.6
表1:Entwicklung der Dephos-Schlacke im Laufe der Zeit (Gew。-氧化卡氏产品)。

在柴油Zusammenhang stelldie Verwendung hochwertiger chrom - tonerde feuerfestmassen eine interante Alternative zu auf Spinellbindung basierenden NRM dar。Chrom-Tonerde-Materialien werden aufgrund ihrer hohen feuerfvestikeit und ausgezeichneten Korrosionsbeständigkeit seit Jahrzehnten erfolgreich in verschidenen stahlerzegunsprozessen eingesetzt。Dennoch ist ihre Verwendung als Trockenmasse in Induktionstiegelöfen nicht weit verbreitet。MgO在铬和铝的结合中使用möglich und führt zu verschiedenen spinellverindungen, sollte eigentlich minimiert werden。圣戈班帽子eine Patentanmeldung für eine neue feuerfeste Lösung eingereicht, die speziell für die Entphosphorung in Induktionstiegelöfen geeignet ist und auf einem chrom tonerde system basiert。Dieses Material ist wie folgt definiert [Gewichtsprozent der Oxide im Verhältnis zum Gesamtgewicht des Materials]:

• 梅尔铝50%₂O_3.， vorzugsweise mehr als 85%，
• 梅尔4%铬₂O_3.vorzugsweise mehr als 7%， weniger als 15%，
• 威尼格尔20% MgO，沃祖格斯威尼格尔1%，
• 威尼格尔5% CaO，沃祖格斯威尼格尔0.5%，
• 韦尼格尔3% SiO₂， vorzugsweise weniger 0.5%，
• 维尼格尔5%铁₂O_3.， vorzugsweise weniger 1%，
• 韦尼格尔30%零排放₂， vorzugsweise weniger 5%，
• 韦尼格尔10% TiO₂， vorzugsweise weniger 2%，
• Summe von Al₂O_3.+ Cr₂O_3.+铁₂O_3.+ ZrO₂+ TiO₂死亡概率80%，vorzugsweise概率97%。

Die bevorzugte Lösung ist eine neue Aluminiumoxid-Chrom-Trockenvibrationsmasse, Die dk ihrer optimierten Korngrößenverteilung und ihres keramischen Bindungssystems eine einzigartige Lösung für Stahldephos in Tiegelinduktionsöfen bietet。

Das neue Al-Cr-Bindungssystem basiert auf einem Chrom-Aluminiumoxid-Mischkristall [9]， der eine sehr hohe Beständigkeit gegen Eisenlegierungen und Schlacken aufweist。Die leicht positive bleibende Ausdehnung während des sinterssorgt für eine geeignete endhtung, ohne das Porengefüge zu öffnen oder Die heiß wandfvestikeit der Auskleidung zu verändern。模具anfängliche Partikelgrößenverteilung und under Sintermechanismus führen zu einer mikroporösen Struktur, Die as Eindringen von geschmolzenem oder Schlacke in Die Auskleidung begrenzt。

Brennen 1600°C	诺伊尔Al-Cr陷落	Typischer全国抵抗运动
Schuttdichte	3.4	2.8
Offene Porositat (%)	15	25
Mittlere Porengroßeμm	< 1	6
Kaltbruchfestigkeit (MPa)	85	20.
永久lineare Änderung (%)	0．1	4
表2:Vergleich der Eigenschaften nach dem Brennen für New Al-Cr DVC und ein typisches spinellgebundenes NRM, das für Stahltiegelöfen verwendet wird

Die ausgewählten Rohstoffe und Die der keramischen Bindung führen zu einer hochematurung, bei der der Sinterdicke minimiert und under größte Teil der feuerfesten Auskleidung in einer ungesinterten powder form verbleibt, wodurch Die Rissbeständigkeit und Die Wärmeisolierung der Auskleidung trotz der höheren Wärmeleitfähigkeit des gesinterten verbessert werden。Abbildung 3 zeigt das Sinterverhalten von neuem Al-Cr DVC and einem typisinchen spinellgebundenen Aluminiumoxid-NRM, die by einem temperature zwischen°C Umgebungsatmosphäre ausgesetzind。keramische装订标准- nrm, 1.360°C abgeschlossen, während Die endgültige Sinterung desneuen Al-Cr-DVC温度为1.450°C。贝德Primärverfestigung gibt es einen ähnlichen Unterschied von 100°C。

Abb.XNUMX: Sintern eines Al-Cr DVC和eines typischen NRM unter einem thermischen Gradienten。

Die Abbildung 4 zeigt einen geschätzten Vergleich der Wärmeprofile durch eine Tiegelofenauskleidung für Stahl in den Fällen von NRM und Chrom-Aluminiumoxid。铬铝氧化铝模具höherer Wärmeleitfähigkeit -涡梯模具höheren Sintertemperatur nutzt, um den globalen Wärmeverlust durch die Auskleidung zu verringern。

Abb.4 (rects): Thermische Profile durch die Auskleidung für NRM bzw。neu Al-Cr陷落。

是Dephos-Schlacke betrifft, ist der Vorteil des chrom - tonerde systems ganz offichtlich。大ße zylindrische Proben mit einem Durchmesser von 70 mm wurden in einen Hochfrequenz-Tiegelofen getaucht, der 200 kg Mn-Stahl, dotiert mit 0.0.8% P, und 10 kg Dephos-Schlacke mit der in Tabelle 3 angegebenen Zusammensetzung enthielt。Der Zylinder wurde dann 30 minutes lang bei 20 U/min in Rotation versetzt。模具温度wurde während des gesamten test zwischen 1,580°C和1,620°C gehalten。

Schlackenkomponente	Gew。- %
曹	58.8
Muhlenwaage FeOx	30.3
CaF2	10.6
表3:Zusammensetzung der Schlacke für die Korrosionsprüfungen

第4表，关于Ergebnisse, erschieden feuerfesten Proben en Ende der Tests erzielt wurden。Die außerordentliche Performance der neuen Al-Cr-Trockenmasse under diesen侵略性Testbedingungen ist sowohl hinsichtlich des optischen aspkts auch der Korrosionsrate deutlich erkennbar。Der Cr₂O_3.-格哈尔特在施拉克滞后和Ende des Tests中，快0,5%，经浓缩处理后，在feuerfester材料中产生变色。

材料化学分析:卡尔津尼腾产品	诺伊尔Al-Cr陷落 87.5%的铝2O3. 7.9%铬2O3. 分别以0.4% 3.0% TiO2 0.6% SiO2 0.2%的曹 0.1%的铁2O3. 0.3%的钠2O	全国抵抗运动 86.7%的铝2O3. 分别以12.5% 0.2% SiO2 0.2%的曹 0.1%的铁2O3. 0.3%的钠2O	基础Stampfmasse 分别以83.9% 13.9%的铝2O3. 0.9% SiO2 0.9%的曹 0.2%的铁2O3. 0.2%的钠2O
Probenaspekt nach der Prüfung
德国妇女和施拉克尼(%)	5%	29%	11%
Volumenverlust下Schlackenoberfläche (%)	4%	20％	35%
表4:Ergebnisse von Korrosionstests是Dephos-Bedingungen下的劳工

圣戈班feuerfeste新铝铬Trockenmasse von圣戈班feuerfeste Lösung für Die entphospisierung in Tiegelinduktionsöfen。塞纳河(Seine) Korrosionsbeständigkeit gegenüber allen Schlacken, insbesonere gegenüber hochagsiven basischen Schlacken, die bei entphospisierungsprozessen auftreten。死莱纳Al-Cr Trockenmasseweist auch eine höhere sintertemperature auf, die dazu beiträgt, eine dicke ungesinterte Schicht zu erhalten。Die wichtigsten positiven Folgen sind eine bessere Beständigkeit gegen Rissausbreitung and Rippenbildung, eine längere Lebensdauer und eine einfachere Tiegelextraktion。机械维修和永久维修neuen Al-Cr Trockenmasseführt nach dem Sintern führt zu einer dichten, harten Heißfläche mit überlegener Abrieb- und schlagfvestikeit im Vergleich zu alternativen Feuerfestmaterialien wie herkömmlichen nrm。

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