Teknologi penghilangan terak yang efektif meningkatkan kemurnian logam dan melindungi lapisan tungku

Dalam proses peleburan logam, deslagging (Penghapusan Terak) is a critically important yet highly challenging operation. Effective deslagging techniques not only significantly enhance the purity of the metal by removing harmful impurities but also extend the service life of the furnace refractory lining, thereby reducing production costs and achieving a more efficient and sustainable smelting process. This article provides an in-depth exploration of different slagging agents and deslagging methods, and elaborates on how to strike a balance between effective impurity removal and the protection of the refractory lining.

Ⅰ. Precision Slag Formation: The First Step to Efficient Impurity Removal

The primary goal of slag formation is to introduce fluxing agents (slagging agents) that react with oxides, sulfur, phosphorus, and other impurities within the molten metal. 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

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): Has good fluidity but is less efficient at removing phosphorus and sulfur, and is aggressive towards basic refractory linings.

Karena itu, during the smelting process, the composition of slagging agents must be dynamically adjusted based on the composition of the metal being processed, the target impurities, and the refractory material to achieve the ideal slag basicity and fluidity.

Ⅱ. Intelligent Deslagging: The Art of Balancing Purity and Protection

Once the slag has formed and has fully absorbed the impurities, the core challenge of the deslagging operation is how to remove it efficiently and thoroughly while minimizing disturbance to the molten metal and damage to the refractory lining.

Common Deslagging Methods

1. Manual Raking:
   • Method: An operator uses a long-handled rake to manually pull the floating slag from the furnace door into a slag pot.
   • Pros: Flexible, requires simple equipment, and is suitable for small furnaces or localized slag removal.
   • Cons: High labor intensity, low safety, results depend heavily on operator experience, often leads to metal loss, and can be incomplete.
2. Mechanical Skimming:
   • Method: Utilizes a specialized deslagging machine with a rake or blade at the end of an arm that extends into the furnace. These can be pneumatically or hydraulically driven.
   • Pros: High degree of automation, fast deslagging speed, safer operation, and significantly reduces labor intensity.
   • Cons: Higher initial investment, specific requirements for furnace design, and higher maintenance costs for the mechanical arm.
3. Tilting and Pouring:
   • Method: 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.
   • Pros: Cocok untuk konverter besar dan EAFS, memungkinkan pemisahan cepat volume besar slag dan baja.
   • Cons: Membutuhkan teknologi slag-stopping yang sangat efektif; Operasi yang tidak tepat dapat mengarah ke “Slag carry-over,” mengkompromikan kemurnian baja cair.
4. Siphoning/Kekosongan Deslagging:
   • Method: Tabung siphon buatan refraktori dimasukkan ke dalam lapisan terak, dan kekosongan digunakan untuk menyedot terak.
   • Pros: Penghapusan terak yang sangat teliti dengan hampir tidak ada kehilangan logam, menghasilkan kemurnian logam yang sangat tinggi.
   • Cons: Peralatan yang kompleks dan biaya perawatan yang tinggi; terutama digunakan dalam pemurnian paduan khusus atau nilai baja dengan persyaratan kualitas yang ketat.
5. Gas Purging Assisted Deslagging:
   • Method: While deslagging, an inert gas (like argon) is blown into the molten bath through permeable bricks in the furnace bottom or wall. The stirring action of the gas pushes the floating slag towards the slag door, facilitating its removal.
   • Pros: Effectively clears slag from “dead zones,” improving the efficiency and completeness of deslagging.
   • Cons: Requires an additional gas supply system and may cause a slight temperature drop in the molten metal.

Ⅲ. Refractory Lining Protection: The Core Strategy for Extending Service Life

The erosion of the refractory lining is a complex physicochemical process driven by three main factors: chemical corrosion, physical abrasion, and thermal spalling.

Primary Mechanisms of Refractory Erosion

• Chemical Corrosion: This is the most significant cause of erosion. 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

1. 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.
2. 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.
3. Meningkatkan operasi deslagging:
   • Operasi yang lembut: Hindari dampak kekerasan pada lapisan refraktori dari lengan deslag mekanis.
   • Kontrol waktu deslagging: Minimize the time the furnace door is open to reduce thermal radiation loss and thermal shock to the lining.
   • Avoid Excessive Skimming: In some cases, leaving a thin layer of well-conditioned slag at the slag line can actually serve as a protective barrier.

Kesimpulan

Effective deslagging is not a single operation but an integrated system encompassing presisi slag formation, intelligent deslagging, Dan proactive refractory protection. It is a core element in the modern metallurgical industry’s pursuit of high quality, low cost, and long furnace life. By scientifically selecting and proportioning slagging agents, the properties of the slag can be controlled from the outset, laying the foundation for efficient impurity removal. By adopting advanced deslagging methods and equipment, metal purity can be guaranteed while reducing metal loss and operational risks. Most critically, by optimizing slag chemistry and implementing cutting-edge techniques like slag splashing, what was once waste can be transformed into a tool for protecting the furnace lining.

Mastering and applying these comprehensive techniques is the key to achieving the dual victory of enhanced metal purity and robust refractory protection, ultimately leading to efficient, stable, and low-consumption smelting operations in a competitive market.