Η κουτάλα είναι ένα απαραίτητο δοχείο στη διαδικασία παραγωγής χάλυβα. Με τη συνεχή ανάπτυξη της τεχνολογίας διύλισης, ειδικά της επεξεργασίας LF και RH εκτός του κλιβάνου, ο ρόλος της έχει εξελιχθεί από την απλούστερη συγκράτηση τετηγμένου χάλυβα σε έναν κλίβανο που αναλαμβάνει μια συγκεκριμένη λειτουργία τήξης. Η παραμονή του τηγμένου χάλυβα στην κουτάλα για μεγάλο χρονικό διάστημα θα οδηγήσει αναπόφευκτα στην απώλεια της θερμοκρασίας του λιωμένου χάλυβα και η υψηλή θερμική αγωγιμότητα της επένδυσης της κουτάλας θα οδηγήσει στην επιδείνωση της απαγωγής της θερμότητας του τηγμένου χάλυβα, η παραμόρφωση του κελύφους της κουτάλας είναι πιο σοβαρή, Ο ρυθμός πτώσης της θερμοκρασίας του νερού από χάλυβα αυξάνεται, με αποτέλεσμα να κρέμονται σοβαρές σκωρίες στο τοίχωμα της κουτάλας, όζοι και κρύο χάλυβα.
Η υπερβολική χαμηλή θερμοκρασία, ακόμη και η αναγκαστική τελική έκχυση της κουτάλας, όχι μόνο επηρεάζει την ποιότητα του μπιγιέτας χύτευσης, το χαμηλό ποσοστό ανάκτησης χάλυβα, αλλά αυξάνει επίσης το κόστος παραγωγής. Ως εκ τούτου, η θερμομονωτική κουτάλα γίνεται όλο και περισσότερο η ζήτηση των χαλυβουργείων. Ο δομικός τρόπος του μονωτικού υλικού ανθεκτικού στην κουτάλα είναι συνήθως ελαφριά μονωτική πλάκα ή νανοπλάκα + μόνιμο στρώμα χυτεύσιμο + υλικό ανθεκτικό στο στρώμα εργασίας.
Η ίδια η μονωτική πλάκα χρειάζεται ένα στρώμα πυρίμαχου υλικού για προστασία, το υλικό για να προστατεύει το μονωτικό υλικό από υπερβολική πίεση, το δεύτερο για την προστασία του μονωτικού υλικού δεν υπερβαίνει τη θερμοκρασία χρήσης (όπως πρέπει να είναι κάτω από 1000 βαθμούς C), στη συνέχεια το μόνιμο στρώμα χυτεύσιμο κουτάλας είναι αυτό το σημαντικό υλικό. Το ιδανικό υλικό ανθεκτικό στο μόνιμο στρώμα της θερμομονωτικής κουτάλας πρέπει να έχει καλή θερμική σταθερότητα, θερμομόνωση, αντοχή στη διάβρωση, ασφαλή και αξιόπιστη εφαρμογή, πλήρη δομή, μεγάλη διάρκεια ζωής και ούτω καθεξής. Προκειμένου να διατηρηθεί η καλή απόδοση μόνωσης της κουτάλας και να μειωθεί η πτώση της θερμοκρασίας του νερού από χάλυβα, η απόδοση του νέου χυτού CA6 και του ελαφρού χυτού mullite αξιολογήθηκαν αντίστοιχα σε αυτήν την εργασία και εφαρμόστηκαν στην κουτάλα, επιτυγχάνοντας ένα καλύτερο ολοκληρωμένο αποτέλεσμα μόνωσης.
1. Διαδικασία δοκιμής
Επί του παρόντος, το υλικό μόνιμου στρώματος της κουτάλας είναι ως επί το πλείστον κοινό χυτό αλουμίνιο και η κύρια πρώτη ύλη είναι ο βωξίτης. Υπάρχουν τα ακόλουθα μειονεκτήματα στη χρήση αυτού του πυρίμαχου χυτού υλικού: πρώτον, υψηλή θερμική αγωγιμότητα, με αποτέλεσμα την απώλεια ενέργειας κατά τη χρήση. Δεύτερον, η ανθεκτικότητα είναι χαμηλή, εάν η χρήση του στρώματος εργασίας είναι ανώμαλη, όταν ο τηγμένος χάλυβας έρχεται σε άμεση επαφή με το μόνιμο στρώμα, η πιθανότητα διαρροής διείσδυσης είναι μεγάλη και ο συντελεστής ασφάλειας είναι χαμηλός. Τρίτον, η χύδην πυκνότητα είναι μεγαλύτερη και το βάρος της άδειας κουτάλας είναι μεγαλύτερο. Ως εκ τούτου, οι ειδικές απαιτήσεις για τη μόνωση της κουτάλας δεν πληρούνται και πρέπει να αναπτυχθεί ένας νέος τύπος μόνιμου στρώματος χυτεύσιμου με εξαιρετικές ολοκληρωμένες ιδιότητες. Σε αυτή την εργασία, ετοιμάζονται και δοκιμάζονται νέα χυτά CA6 και ελαφρά χυτά μούλιτη.
1) Πρώτες ύλες και σχέδιο δοκιμής
Το CA63 (CaAl12O19, CA6) είναι η φάση αργιλικού ασβεστίου με την υψηλότερη περιεκτικότητα στο σύστημα CaO-Al2O3. Το σημείο τήξεώς του είναι 1875 μοίρες, ο συντελεστής θερμικής διαστολής είναι 8.0×10-6 βαθμός-1, η χύδην πυκνότητα των σωματιδίων είναι 2,70 g·cm-3 και το φαινομενικό πορώδες είναι 26,8%. Η πυρίμαχη ιδιότητα του υλικού είναι παρόμοια με αυτή του κορουνδίου πλάκας και η θερμική αγωγιμότητα είναι μόνο το 1/3 αυτής του κορουνδίου. Είναι ένα νέο είδος θερμομονωτικής πρώτης ύλης υψηλής ποιότητας που έχει εμφανιστεί τα τελευταία χρόνια. Το χυτό CA6 είναι κατασκευασμένο από CA6 ως αδρανή και η μήτρα είναι κατασκευασμένη από σκόνη κορουνδίου πλάκας, σκόνη οξειδίου του αλουμινίου και τσιμέντο αργιλικού ασβεστίου ως συνδετικό υλικό. Η χύδην πυκνότητα των σφαιρικών σωματιδίων ελαφρού μουλλίτη είναι 1,59 g·cm-3, και το φαινομενικό πορώδες είναι 38,9%. Το Light mullite castable είναι κατασκευασμένο από μικροπορώδη σφαιρική ελαφριά σφαίρα mullite M70 ως αδρανή και το τμήμα μήτρας είναι κατασκευασμένο από λεπτή σκόνη κορούνδιου πλάκας, σκόνη οξειδίου του αλουμινίου και τσιμέντο αργιλικού ασβεστίου ως δεσμούς για την εξασφάλιση καλύτερης αντοχής στη διάβρωση της σκωρίας και τη βελτίωση της ασφάλειας της μόνιμης στρώσης .