لتحقيق صحيح “فولاذ عالي النقاء,” يجب أن يتطور صهر الفرن التعريفي من البساطة التحكم في الذوبان إلى متطورة دقة واجهة التحكم الكيميائي. يوجد أدناه توسع متعمق لثلاثة ركائز تقنية أساسية, تغطية مبادئ الديناميكا الحرارية, المسارات الحركية, والمعايير التشغيلية العملية.
أنا. دليل لمزيلات الأكسدة المركبة (سي با, هكذا) في أفران الحث
الحد من مزيلات الأكسدة ذات العنصر الواحد (و, MN) يكمن في منتجات إزالة الأكسدة الخاصة بهم, والتي غالبا ما تكون مواد صلبة ذات نقطة انصهار عالية (على سبيل المثال, يذوب SiO2 عند 1723درجة مئوية). نظرا لزمن رد فعل الخبث المعدني الضعيف نسبيا في أفران الحث, ومن الصعب للغاية إزالة هذه الجزيئات المجهرية.
1. التأثيرات التآزرية الديناميكية الحرارية لإزالة الأكسدة المركبة
مزيلات الأكسدة المركبة (مثل سي-كا, سي با, و سي البا) ليست مجرد خليط من المكونات; أنها تعزز الكفاءة بشكل كبير عن طريق خفض نشاط منتجات إزالة الأكسدة.
- خفض أرضية الأكسجين: وفقا للتوازن الديناميكي الحراري, تفاعل عناصر متعددة يمكن أن يقلل بشكل كبير من تركيز التوازن للأكسجين المتبقي في الفولاذ المنصهر.
- الدور المحدد للباريوم (با): بوزنه الذري العالي, الباريوم يخفض بشكل فعال ضغط بخار الكالسيوم (كاليفورنيا), تمديد فترة بقائه في الذوبان. معًا, فهو يسمح لمنتج إزالة الأكسدة $BaO $ بالاندماج مع أكاسيد أخرى, تشكيل مجمعات سائلة عالية الكثافة تتجمع بسهولة.
2. حركية الإدماج “النمو والتعويم”
- التحكم في التوتر السطحي: تحافظ شوائب السيليكات السائلة التي تنتجها مزيلات الأكسدة المركبة على توتر سطحي عالٍ مع الفولاذ المنصهر, مما يجعلها أسهل “اضغط للخارج” من الذوبان.
- تردد الاصطدام: من خلال الاستفادة من الحمل الحراري القوي للتحريض الكهرومغناطيسي, يزداد احتمال تصادم الشوائب السائلة المجهرية لتكوين جزيئات أكبر, وبذلك التغلب على “عنق الزجاجة نصف القطر” تم تعريفه بواسطة ستوكس’ قانون.
الثاني. السيطرة على الألومينا “انسداد الفوهة” في الصهر التعريفي
إن إزالة الأكسدة من الألومنيوم هي الطريق الأساسي لتحقيق الفولاذ العميق المؤكسد ([س] < 20جزء في المليون), لكن الترسيب العنقودي لـ Al2O3 يمثل كابوسًا لفوهات الصب المستمرة.
1. تعديل التضمين
الهدف الأساسي هو تحويل نقطة انصهار عالية, المضلع Al2O3 إلى نقطة انصهار منخفضة, ألومينات الكالسيوم السائلة الكروية.
- التحول الرئيسي: 2[آل] + 3[س] → Al2O3(ق) +كاليفورنيا → 12CaO · 7Al2O3(ل).
- التحكم بالنافذة السائلة: يجب التحكم بدقة في نسبة Ca/Al في الفولاذ. وفقًا لمخطط الطور الثنائي CaO-Al2O3, المنتج سائل بالكامل عند 1600درجة مئوية فقط عندما يكون محتوى CaO داخل 45%-55% يتراوح.
2. تحسين العملية
| خطوة | النقاط الرئيسية التشغيلية | موضوعي |
| ما قبل الأكسدة | أضف Si-Mn أولاً للتقليل [س] إلى مستويات معتدلة. | تقليل احتراق Al ومنع تكوين كتلة من Al2O3. |
| إزالة الأكسدة القوية | أدخل سبائك آل أو قم بتغذية السلك. | الوصول بسرعة إلى عمق إزالة الأكسدة المستهدف. |
| علاج الكالسيوم | قم بتغذية سلك Si-Ca بعد 3-5 دقائق من إزالة الأكسدة النهائية. | يؤدي “كروي” تعديل على جزيئات الألومينا الموجودة. |
| الأرجون محتدما / الدائمة | التحريك الضعيف لمدة 5-10 دقائق. | السماح للشوائب السائلة المعدلة بالطفو; تجنب التحريك العنيف لمنع الأكسدة الثانوية. |
ثالثا. إن استخدام خبث صناعي محدد يمكّن فرن الحث من إزالة الفوسفور
تعتبر إزالة الفوسفور أكبر نقطة ضعف فنية في أفران الحث لأن طبقة الخبث تعتمد على نقل الحرارة من المصهور (خلق “الخبث البارد”), في حين أن إزالة الفسفور تتطلب قاعدية عالية وسيولة عالية.
1. ال “درجة حرارة منخفضة – أكسدة عالية” نافذة
نزع الفسفور هو رد فعل طارد للحرارة; نظريا, كلما انخفضت درجة الحرارة, كلما ارتفع ثابت التوازن.
- ذوبان مرحلة نزع الفسفور: التوقيت الأمثل هو عندما تذوب الشحنة للتو, ويتم الحفاظ على درجة الحرارة حولها 1530درجة مئوية – 1580 درجة مئوية. في هذه المرحلة, أكسدة الكربون ليست مكثفة بعد, وإمكانات الأكسجين كافية لدعم أكسدة الفوسفور.
- نسبة الخبث الاصطناعية: المزيج الموصى به هو 50%تساو + 25%Fe2O3 + 15%CaF2 + 10%MGO. هنا, Fe2O3 يوفر الأكسجين, بينما CaF2 بمثابة تدفق لحل “الخبث البارد” قضية السيولة.
2. المسار التشغيلي المحسن
المنطق الأساسي هو أن إزالة الفسفور بالكامل قبل ارتفاع درجة الحرارة وإزالة الأكسدة.
- دفعة الخبث: أضف الخبث الاصطناعي في وقت مبكر من مرحلة الذوبان لزيادة ملامسة الخبث المعدني إلى أقصى حد عن طريق التحريك الكهرومغناطيسي.
- نفخ الأكسجين القسري (خياري): استخدم نفخ الأكسجين منخفض التدفق لزيادة درجة حرارة الخبث المحلي وإمكانات الأكسجين.
- القشط الشامل للخبث: الفوسفور موجود في الخبث كما P2O5, وهو غير مستقر للغاية. بمجرد أن تبدأ مرحلة التسخين/التخفيض (إضافة مزيلات الأكسدة), سوف يعود الفوسفور على الفور إلى الفولاذ. لذلك, يجب إزالة خبث نزع الفسفور بالكامل قبل بدء فترة التخفيض.
ملخص: سلسلة المعالجة للصلب عالي النقاء
شحنة الفوسفور منخفضة P + مرحلة ذوبان خبث إزالة الفسفور بدرجة حرارة منخفضة + قوي آل إزالة الأكسدة + تعديل العلاج كا + تعويم التحريك الضعيف.
يعمل سير العمل هذا على رفع مستوى فرن الحث من جهاز صهر بسيط إلى حالة وعاء التكرير.
