Dalam proses peleburan logam, deslagging (Penghapusan Terak) adalah operasi yang sangat penting namun sangat menantang. Teknik deslagging yang efektif tidak hanya secara signifikan meningkatkan kemurnian logam dengan menghilangkan kotoran berbahaya namun juga memperpanjang masa pakai lapisan tahan api tungku., sehingga mengurangi biaya produksi dan mencapai proses peleburan yang lebih efisien dan berkelanjutan. Artikel ini memberikan eksplorasi mendalam tentang berbagai bahan slagging dan metode deslagging, dan menguraikan cara mencapai keseimbangan antara penghilangan pengotor yang efektif dan perlindungan lapisan tahan api.
Ⅰ. Formasi Terak Presisi: Langkah Pertama untuk Menghilangkan Pengotor Secara Efisien
Tujuan utama pembentukan terak adalah untuk memperkenalkan agen fluks (agen slagging) yang bereaksi dengan oksida, sulfur, fosfor, dan pengotor lain dalam logam cair. Reaksi ini membentuk terak dengan titik leleh rendah dan kepadatan rendah yang tidak dapat dicairkan dengan logam meleleh, memungkinkannya melayang ke permukaan untuk penghapusan berikutnya. Memilih agen slagging yang sesuai adalah prasyarat untuk keberhasilan deslagging.
Agen slagging umum dan fungsinya
| Jenis agen slagging | Komponen utama | Fungsi utama |
| Kapur/batu kapur | Kapur tohor (CaO) | Meningkatkan Kebangkitan Terak untuk Penghapusan Pengotor Asam yang Efektif Seperti Fosfor (P) dan belerang (S). Itu adalah agen slagging yang paling banyak digunakan. |
| Dolomit | Kalsium-magnesium oksida (Tinggi · mgo) | Selain kemampuannya, Ini memberikan magnesium oksida (Mgo) untuk melindungi lapisan refraktori berbasis magnesia dan erosi lambat. |
| Fluorspar | Kalsium fluoride (Caf₂) | Fluks yang kuat yang secara signifikan menurunkan titik leleh terak dan meningkatkan fluiditasnya, Mempromosikan reaksi desulfurisasi dan dephosforisasi. |
| Silika | Silikon dioksida (Sio₂) | Meningkatkan keasaman terak, terutama digunakan saat perlu menghilangkan oksida dasar (seperti besi oksida). |
| Terak sintetis | Campuran berbagai oksida dan fluks | Telah diformulasikan pra-untuk menilai atau kondisi baja tertentu, Mengaktifkan beberapa fungsi seperti Formasi Terak Rapid, berbusa, dan penyerapan pengotor. |
Kunci untuk pembentukan terak yang efektif terletak pada mengendalikan terak “Basa.” Basilitas terak (sering dinyatakan sebagai rasio cao/sio2) adalah indikator penting dari sifat kimia slag.
- Terak-basitas tinggi (>1): Menguntungkan untuk menghilangkan fosfor dan belerang, tetapi dapat memiliki fluiditas yang buruk dan agresif terhadap lapisan refraktori asam.
- Terak rendahan (<1): Mempunyai fluiditas yang baik namun kurang efisien dalam menghilangkan fosfor dan sulfur, dan agresif terhadap lapisan tahan api dasar.
Karena itu, selama proses peleburan, komposisi bahan slagging harus disesuaikan secara dinamis berdasarkan komposisi logam yang diolah, pengotor sasaran, dan bahan tahan api untuk mencapai kebasaan dan fluiditas terak yang ideal.
Ⅱ. Deslagging Cerdas: Seni Menyeimbangkan Kemurnian dan Perlindungan
Setelah terak telah terbentuk dan telah menyerap kotoran sepenuhnya, tantangan inti dari operasi deslagging adalah bagaimana menghilangkannya secara efisien dan menyeluruh sekaligus meminimalkan gangguan pada logam cair dan kerusakan pada lapisan tahan api.
Metode Deslagging Umum
- Penggarukan Manual:
- Metode: Seorang operator menggunakan penggaruk bergagang panjang untuk secara manual menarik terak yang mengambang dari pintu tungku ke dalam panci terak.
- Kelebihan: Fleksibel, memerlukan peralatan sederhana, dan cocok untuk tungku kecil atau pembuangan terak lokal.
- Kontra: Intensitas tenaga kerja yang tinggi, keamanan rendah, hasilnya sangat bergantung pada pengalaman operator, sering menyebabkan hilangnya logam, dan bisa jadi tidak lengkap.
- Skimming Mekanis:
- Metode: Memanfaatkan mesin deslagging khusus dengan garu atau pisau di ujung lengan yang menjulur ke dalam tungku. Ini dapat digerakkan secara pneumatik atau hidrolik.
- Kelebihan: Otomatisasi tingkat tinggi, kecepatan deslagging yang cepat, pengoperasian yang lebih aman, dan secara signifikan mengurangi intensitas tenaga kerja.
- Kontra: Investasi awal yang lebih tinggi, persyaratan khusus untuk desain tungku, dan biaya pemeliharaan yang lebih tinggi untuk lengan mekanis.
- Memiringkan dan Menuangkan:
- Metode: Tungku dimiringkan untuk menuangkan logam cair dari taphole, sedangkan terak yang kurang padat ditahan oleh bendungan terak, bola terak, atau disapu dari pintu terak yang terpisah.
- Kelebihan: Cocok untuk konverter besar dan EAFS, memungkinkan pemisahan cepat volume besar slag dan baja.
- Kontra: Membutuhkan teknologi slag-stopping yang sangat efektif; Operasi yang tidak tepat dapat mengarah ke “Slag carry-over,” mengkompromikan kemurnian baja cair.
- Siphoning/Kekosongan Deslagging:
- Metode: Tabung siphon buatan refraktori dimasukkan ke dalam lapisan terak, dan kekosongan digunakan untuk menyedot terak.
- Kelebihan: Penghapusan terak yang sangat teliti dengan hampir tidak ada kehilangan logam, menghasilkan kemurnian logam yang sangat tinggi.
- Kontra: Peralatan yang kompleks dan biaya perawatan yang tinggi; terutama digunakan dalam pemurnian paduan khusus atau nilai baja dengan persyaratan kualitas yang ketat.
- Deslagging Berbantuan Pembersihan Gas:
- Metode: Saat melakukan deslagging, gas inert (seperti argon) dihembuskan ke dalam bak cair melalui batu bata permeabel di bagian bawah atau dinding tungku. Aksi pengadukan gas mendorong terak yang mengambang menuju pintu terak, memfasilitasi penghapusannya.
- Kelebihan: Secara efektif membersihkan terak dari “zona mati,” meningkatkan efisiensi dan kelengkapan deslagging.
- Kontra: Memerlukan sistem pasokan gas tambahan dan dapat menyebabkan sedikit penurunan suhu pada logam cair.
Ⅲ. Perlindungan Lapisan Tahan Api: Strategi Inti untuk Memperpanjang Umur Layanan
Erosi lapisan tahan api adalah proses fisikokimia kompleks yang didorong oleh tiga faktor utama: korosi kimia, abrasi fisik, dan spalling termal.
Mekanisme Utama Erosi Refraktori
- Korosi Kimia: Ini adalah penyebab erosi yang paling signifikan. Komponen tertentu dalam terak (MISALNYA., FeO, SiO2) bereaksi secara kimia dengan oksida dasar dari lapisan refraktori (MISALNYA., Mgo, CaO), Membentuk senyawa titik-melaus rendah yang menyebabkan bahan pelapis meleleh dan menurun. Misalnya, Slag asam yang mengandung SiO2 akan merusak lapisan bata magnesia-karbon dasar.
- Abrasi fisik: Aliran logam dan slag cair menciptakan gerusan dan keausan terus menerus pada lapisan, khususnya di pintu pengisian, Taphole, dan garis terak.
- Spalling termal: Fluktuasi suhu drastis selama siklus peleburan menginduksi tegangan termal pada bahan refraktori. Saat stres ini melebihi kekuatan material, itu menyebabkan retak dan spalling.
Langkah -langkah efektif untuk melindungi lapisan refraktori
- Pengkondisian terak:
- Tingkatkan MGO Kejenuhan: Memastikan slag mengandung tingkat MGO yang cukup dan jenuh adalah cara paling efektif untuk melindungi lapisan berbasis magnesia (Umum di EAFS dan konverter). Saat terak jenuh dengan MGO, kecenderungannya “meluluhkan” MGO dari lapisan sangat berkurang. Ini dapat dicapai dengan menambahkan dolomit atau magnesia yang terbakar cahaya selama pembentukan terak.
- Mempertahankan kebasaan yang masuk akal: Mempertahankan basilan terak yang relatif stabil dan sedang dan menghindari fluktuasi yang tajam dapat memperlambat laju korosi kimia pada lapisan.
- Mengurangi FeO Isi: Kandungan FEO yang terlalu tinggi dalam terak mempercepat oksidasi refraktori yang mengandung karbon dan korosi lapisan berbasis magnesia. Ini dapat dikelola dengan mengendalikan peniup oksigen dengan benar dan keseimbangan karbon-oksigen.
- Percikan terak:
- Ini adalah teknik pemeliharaan lapisan proaktif. Setelah mengetuk baja, Sejumlah kecil slag yang disesuaikan secara komposisi sengaja ditinggalkan di tungku.
- Nitrogen bertekanan tinggi kemudian ditiupkan melalui tombak oksigen untuk memercikkan terak kental ini secara merata ke dinding tungku, membentuk lapisan pelindung.
- Ini “glasir glasir” secara efektif mengisolasi refraktori dari kontak langsung dengan dan korosi oleh baja cair suhu tinggi dan terak dari panas berikutnya, secara signifikan memperluas kehidupan lapisan. Slag Splashing adalah teknologi utama untuk mencapai kehidupan kampanye yang panjang di konverter besar modern.
- Meningkatkan operasi deslagging:
- Operasi yang lembut: Hindari dampak kekerasan pada lapisan refraktori dari lengan deslag mekanis.
- Kontrol waktu deslagging: Minimalkan waktu pintu tungku terbuka untuk mengurangi kehilangan radiasi termal dan kejutan termal pada lapisan.
- Hindari Skimming Berlebihan: Dalam beberapa kasus, meninggalkan lapisan tipis terak yang terkondisi dengan baik pada garis terak sebenarnya dapat berfungsi sebagai penghalang pelindung.
Kesimpulan
Deslagging yang efektif bukanlah operasi tunggal namun mencakup sistem terintegrasi presisi pembentukan terak, deslagging cerdas, Dan perlindungan refraktori proaktif. Ini adalah elemen inti dalam upaya industri metalurgi modern untuk mencapai kualitas tinggi, biaya rendah, dan umur tungku yang panjang. Dengan memilih dan membagi bahan slagging secara ilmiah, sifat-sifat terak dapat dikontrol sejak awal, meletakkan dasar untuk menghilangkan kotoran secara efisien. Dengan mengadopsi metode dan peralatan deslagging yang canggih, kemurnian logam dapat dijamin sekaligus mengurangi kehilangan logam dan risiko operasional. Yang paling kritis, dengan mengoptimalkan kimia terak dan menerapkan teknik mutakhir seperti percikan terak, apa yang tadinya sampah bisa disulap menjadi alat pelindung lapisan tungku.
Menguasai dan menerapkan teknik komprehensif ini adalah kunci untuk mencapai kemenangan ganda yaitu peningkatan kemurnian logam dan perlindungan tahan api yang kuat, pada akhirnya mengarah pada efisiensi, stabil, dan operasi peleburan dengan konsumsi rendah di pasar yang kompetitif.
