Efeito do fósforo no aço-carbono em forno de indução sem núcleo

A produção de aço por meio da rota do forno de indução representation cerca de um terço da fabricação total de aço na Índia。作为天堂天堂indução sem núcleo[3]住宅那sua alta多功能性，一个可能的para o forno quando necessário, o muito bom控制的温度ao longo do过程de fusão e tratamento，一个天堂天堂的资金，qualquer tipo de liga包括indo aços de baixo carbono。

A carga típica usada para produzir aço-carbono com forno de indução é fortemente dependente da disponibilidade local de matérias-primas, mas geralmente consistem uma mistura de sucatas de aço, ferrogusa e DRI (ferro diretamente reduzido) em várias proporções。Isso pode resultar em quantidades variáveis de fósforo no aço de saída, possivelmente até 0.1%。

Apesar das vantagens acima mencionadas, os fornos sem núcleo apentam algumas desvantagens e limitações, especmente no que diz respeito ao potential procso de desfosforização。Em primeiro lugar, a forma do vaso não está totalmente adaptada a qualquer tipo de tratamento de escória devido à pequena relação superfície / volume do banho。没有entanto, isso pode ser均衡pela agitação eletromagnética do fundido e também possivelmente por sopro de oxigênio e / ou borbulhamento de gás inerte que são relativamente fáceis de implementar。Em segundo lugar, os revestimentos refratários tradicionais usados Em fornos de indução de aço não são adaptados para resistir a escórias altamente básicas longo prazo。Revestimentos ácidos à base de sílica cristalina não resisstem ao contato com a escória de desfosforação, mesmo por um curto período。Por outo lado, os refratários básicos à base de magnésia não são adaptados ao processo de fusão quando a escória ácida é formada e sua sensibilidade ao choque térmico e absorção de umidade os torna mal adaptados a processos descontínuos。

O desenvolvimento de NRM(中性冲压质量)com base em氧化铝ligada espinélio neste segmento realmente torou a desfosforização possível, ao mesmo tempo que melhorou significativamente a vida do revestimento sob operação de fusão padrão em comparação com materiais compactados secos alternativos[7]。O uso do forro Saint-Gobain NRM já comprovou sua relação custo-benefício no que diz respeito à desfosforização de aços à base de DRI, em comparação ao uso de respstos de baixo teor de fósforo。没有entanto reducao da维达util做revestimento全国抵抗运动consecutiva类群de corrosao时会ligada escoria de desfosforacao tem嗯的强项impacto期中对位o fabricante de算法e e嗯serio impedimento对位o desenvolvimento desse processo em《de inducao sem而言。

Embora NMR forneça um折衷相互作用的面à corrosão e choque térmico em fornos de indução de aço，包括possivelmente um processo de desfosforização, eles também exibem algumas limitações relacionada ao seu设计intrínseco e微发情。Seu sistema de ligação é baseado em没有地方Formação de espinélio高空温度，que é conhecida por fornecer boa resistência à corrosão。没有entanto, a formação de espinélio vem com uma expansão de volume significativa que tende a resistência mecânica da camada sinterizada e realmente não leva a pequenos poros devido ao dimensionamento das partículas necessário para obter uma boa capacidade de compactação e uma vida útil充足(reatividade de finos de MgO)。假设-se que o desenvolvimento da ligação cerâmica espinela corra a partir de 1200°C [7] [8]， mas为várias impurezas provenenentes essencialmente da magnésia e为tensões压缩geradas pela expansão da camada sinterizada a quententdem a fornecer uma consolidação de o material nas camadas posteriores assim que a温升超过900-1000°C。

Além disso, apesar de ser um óxido básico, o MgO está longge de ser inerte em uma escória de desfosforação típica。一种MgO em CaO-FeO-CaF溶解剂₂a escória a 1550°C é de cerca de 4%， mas aumentará快速acima de 10% ou mais após SiO progressivo₂Enriquecimento da escória ao longo do processo de dephos[7]。A tabela abaixo mostra um exemplo da evolução de uma escória dephos em um forno sem núcleo de laboratório revestido com um revestimento básico de 85% MgO。É特别需要注意的是，这是一个伟大的节日，这是一个漫长的节奏。

Exp。节奏	0	20 minutos	1赫拉
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		3.9	9.9
Cr2O3.		0.3	0．5
分别以		6.3	29.6
Tabela 1: Evolução da escória Dephos ao longo do tempo (% em peso de óxidos em produtos calcinados)。

Dentro desta estrutura, o uso de refratários secos de cromo-氧化铝de alto grau oferece uma alternativa interessante ao NRM com base na ligação espinélio。Os materiais de cromo-氧化铝têm sido usados com sucesso por décadas em várias operações de fabricação de aço devido à sua alta refratariedade e excelente resistência à corrosão em vários ambientes。没有什么不知道的，我们可以一起来看看indução sem núcleo não é muito difundido。O uso de MgO em combinação com óxido de cromo e氧化铝ainda é possível, levando a vários compostos de espinélio, mas na verdade deve ser minimizado。圣戈班新乌玛的专利转让权的转让权entrou com solução refratária，特殊的adaptada para desfosforização em fornos de indução sem núcleo e baseada em em sistema de cromo-氧化铝。Este material é definido como segue, em porcentagem em peso de óxidos em relação ao peso global do material:

• mais de 50% Al₂O_3.， de preferência mais de 85%，
• mais de 4% Cr₂O_3.， de preferência mais de 7% e menos de 15%，
• menos de 20% de MgO, de preferência menos de 1%
• menos de 5% de CaO, preferência menos de 0.5%
• menos de 3% SiO₂， de preferência menos de 0.5%，
• menos de 5% Fe₂O_3.， de preferência menos de 1%，
• menos de 30% de ZrO₂， de preferência menos de 5%，
• menos de 10% TiO₂， de preferência menos de 2%，
• soma de Al₂O_3.+ Cr₂O_3.+铁₂O_3.+ ZrO₂+ TiO₂Representando mais de 80% do peso do material, de preferência mais de 97%。

A solução preferida é， na verdade, um novo cimento vibratório seco de alumina-cromo，Que fornecma solução única para aços dephos em fornos sem núcleo, graças à sua distribuição de tamanho de partícula otimizada e sistema de ligação de cerâmica。

O novo sistema de ligação Al-Cr é baseado em uma solução sólida de cromo-氧化铝[9]que exibe uma resistência muito alta a ligas ferrosas e escórias。expansão永久的积极关系sinterização需要densificação适当的情爱关系与改变的方式resistência必须进行补救。distribuição非正式do tamanho das partículas e o mecanismo de sinterização levam A uma estructura microporosa que limita penetração de qualquer metal funddido ou escória no revestimento。

Característico após quiima de 1600°C	Novo Al-Cr DVC	全国抵抗运动tipico
Densidade aparente	3.4	2.8
珍珠(%)	15	25
Tamanho médio dos poros μm	＜1	6
Força de esmagamento a frio (MPa)	85	20.
Mudança线性永久(%)	0．1	4
Tabela 2:本体比较após a queima para新Al-Cr DVC e um NRM ligado a espinélio típico usado para fornos sem núcleo de aço

作为materias-primas selecionadas e一natureza da ligacao陶瓷levam乌玛sinterizacao de alta temperatura, minimiza一espessura sinterizada e mantem星座部分做revestimento refratario na形式阿宝nao sinterizado, melhorando矛盾一个雷西斯滕西亚rachaduras e o isolamento termico revestimento, apesar da星座condutividade termica sinterizada da区域。一个图3，比较sinterização，分别novo Al-Cr DVCe um NRM de氧化铝ligada por espinélio típico, ambos expostos a um gradiente térmico entre 1600°C a atmofera ambiente。A colagem de cerâmica para o NRM padrão é concluída em torno de 1360°C, enquanto A sinterização final donovo Al-Cr DVCororre apenas a 1450°C. E há uma diferença semelhante de 100°C na consolidação primária também。

图3:Sinterização sob gradient térmico de um DVC Al-Cr e um NRM típico。

A figura 4 mostra uma comparação estimada dos perfis térmicos através do revestimento de um forno sem núcleo de aço nos casos de NRM e cromo-氧化铝。Isso ilustra o benefício do cromo-alumina que - apesar da main condutividade térmica - approveita a main temperature ura de sinterização para diminuir a perda de calor global através do revestimento。

图4 (à direita): Perfis térmicos através do forro para resp。NRM e新铝铬DVC。

No que diz respeito à corrosão por escória de dephos, o benefício do sistema cromo-氧化铝é bastante óbvio。大鳄cilíndricas com 70 mm de diâmetro有孔虫imersas em um forno sem núcleo de alta frequência contrdo 200 kg de aço de reforço de aço Mn dopado com 0.0.8% P e 10 kg de escória de dephos tendo a composição dada na tabela 3。O cilindro foi em seguida, colque em rotação 30转每分钟20分钟。一个温度foi mantida entre 1580°C和1620°C的测试。

组件escória	% em比索
曹	58.8
FeOx em escala de moinho	30.3
CaF2	10.6
Tabela 3: Composição de escória usada para testes de corrosão

A tabela 4 mostra os resultados obtidos em várias amostras de refratários ao final dos testes。哦，desempenho superior deNovo Al-Cr DVC内斯塔condições侵略试验é claramente visível分类分类方面的术语corrosão。Cr₂O_3.O teor de escória ao final do ensaio foi próximo a 0.5%， O que é semelhante à concentração obtida sem qualquer contato com um refratário contdo cromo。

Análise química做材料没有产品钙化	Novo Al-Cr DVC 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	马萨básica德percussão 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
Aspecto da amostra após o teste
Diminuição do diâmetro na linha de escória (%)	5%	29%	11%
Perda de volume abaixo da superfície de escória (%)	4%	20％	35%
表格4:结果corrosão de laboratório em condições de dephos

圣戈班的novo Al-Cr DVCé a solução refratária a ser usada para desfosforização em fornos de indução sem núcleo。Sua ligação cerâmica exclusive va oferece excellent resistência à corrosão para qualquer escória, em specific escórias básicas altamente agressivas encontras em processos de dephos。onovo Al-Cr DVCTambém exibe温度sinterização mais alta, o que ajuda manter uma camada espessa não sinterizada。作为校长consequências积极são uma melhor resistência à propagação de fissuras e aletas, vida útil prolongada e extração mais fácil do cadinho。A alta resistência mecânica e baixa expansão permanente donovo Al-Cr DVCapós a sinterização leva a uma superfície quente dura densa com abrasão e resistência ao impacto superres, em comparação com refratários alternativos como NRM常规。

1. b, CL。，Banerji, SK.,Fósforo induziu fragilização a 350°C em um aço de ultra alta resistência，《冶金学报》，vol.10, pp.123-126, 1979。
2. Barras e fios de aço deformados de alta resistência para reforço de concreto3、印度标准IS 1786: 2008^thRevisão - alterada em 1 de novembro de 2012。
3. Purhit、。Desfosforização do aço produzido a partir do ferro esponja no forno de indução， Dissertação de mestrado, Rourkela国家技术研究所，2014年。
4. 盖伊，H.等人，金属- Laitier pour l'élaboration d'aciers de qualité， Conferência«细化des matériaux métalliques massifs»，Fédération Française des Matériaux，巴黎，2002。
5. 马森,JM。,阐述de l'acier moulé -分析des过程métallurgiques，技术'Ingénieur M3624，编。技术'Ingénieur，巴黎，2007。
6. 奥莱特，M.，盖特利尔，C.，拉马克，G.，Secundária de metalurgia，技术技术'Ingénieur M7750，编。技术技术'Ingénieur，巴黎，2008。
7. 戈斯瓦米，J等人，Revestimento refratário de nova geração para fornos de indução sem núcleo，日刊29^thAGM e Conferência da AIIFA，新德里，pp.17-23, novembro de 2015。
8. Sako哦,是吧。，Braulio, MAL., Pandolfelli, VC,见解清醒o机制de formação de MgAl2O4在原地e sua correlação com a resistência à corrosão de concretos refratários contdo espinélio，《耐火材料世界论坛》，vol.6, pp.79-83, 2014。
9. 徽记HG.， & Al.，Química de estado sólido de refratários de alumina-cromo《材料科学》，vol.11, pp.820-821, 1992。