فرن السبائك الحديدية: طريقة لمنع فشل بطانة الكربون المبكر

فرن السبائك الحديدية: طريقة لمنع فشل تبطين الكربون المبكر

تعتبر البطانات القائمة على الكربون هي المادة المفضلة لمعظم بطانات أفران السبائك الحديدية. ومع ذلك، مع استمرار زيادة قدرة أفران القوس المغمور (SAFs)، أصبحت مشكلة فشل التبطين المبكر بارزة. تحدد هذه الوثيقة حلاً تقنيًا بسيطًا نسبيًا ولكنه فعال لمعالجة هذا التحدي الصناعي القائم منذ فترة طويلة.

تكشف دراسة أساليب بناء تبطين أفران الكربون الحالية عن ثلاث تقنيات أساسية:

1.  طريقة الطوب الكربوني "السلس"

2.  طريقة الطوب الكربوني ذات الوصلة العريضة

3.  طريقة الدك المتراصة بعجينة الدك الباردة

كل طريقة لها عيوب متأصلة:

   طريقة الطوب الكربوني "السلس": من المستحيل تحقيق السلاسة الحقيقية. يمكن أن يخترق المعدن المصهور من خلال التشققات الدقيقة عند وصلات الطوب، ويتسرب أسفل الطوب، ويتسبب في طفوها، مما يؤدي إلى فشل التبطين الكامل.

   طريقة الطوب الكربوني ذات الوصلة العريضة: يتضمن ذلك تشغيل أخاديد حلقية في جوانب الطوب الكربوني، مع ترك فجوات تبلغ حوالي 50 مم أثناء البناء، والتي يتم بعد ذلك ملؤها بعجينة الدك الباردة. تكمن نقطة الضعف في البنية الفضفاضة نسبيًا لحشو الوصلات العريضة، والذي يفتقر إلى كثافة ومقاومة التآكل للطوب الكربوني المضغوط عالي الضغط. ونتيجة لذلك، تتآكل هذه الوصلات قبل الأوان، مما يسمح للمعدن المصهور بالوصول بسرعة إلى قاع الطوب والتسبب في الفشل.

   طريقة الدك المتراصة بعجينة الدك الباردة: تكون بنية التبطين الناتجة أقل كثافة من الطوب الكربوني، مما يؤدي إلى أداء ضعيف وعمر خدمة أقصر بكثير.

حل مبتكر

من خلال البحث المكثف، طور المؤلف طريقة جديدة لبناء الأفران تجمع بين مزايا التقنيات الحالية. تستفيد هذه الطريقة من خصائص الذوبان الساخن لعجينة الكربون - صلبة في درجة حرارة الغرفة ولكنها قادرة على الذوبان والاندماج والتجراف في النهاية في درجات الحرارة المرتفعة - لمعالجة الضعف الحرج في وصلات الطوب. الهدف هو منع فشل التبطين المبكر، وبالتالي إطالة عمر التبطين والتغلب على مشكلة صناعية مستمرة. مُنحت هذه الطريقة براءة نموذج المنفعة الوطنية.

أساس هذا النهج هو طريقة الطوب الكربوني "السلس"، مع تطبيق معالجة خاصة على النقاط الضعيفة في التبطين: وصلات الطوب، المصنفة على أنها وصلات رأسية ووصلات أفقية (مسطحة).

1. معالجة خاصة للوصلات الرأسية

تتضمن معالجة الوصلات الرأسية تشغيل أخدودين مانعين على شكل ذيل حمامة مقلوب حول محيط كل طوبة كربونية. يتم ملء هذه الأخاديد بعجينة وصلات خشنة خاصة منخفضة التمدد. هذا يحول كل طوبة كربونية إلى هيكل مركب، يتكون من مصفوفة كربونية مسبقة التحضير مدمجة مع حزام مستمر من مادة العجينة ذاتية التحضير.

بعد بناء تبطين SAF باستخدام طريقة البناء "السلسة" وتشغيل الفرن، يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى ذوبان العجينة ذاتية التحضير المثبتة مسبقًا داخل أخاديد ذيل الحمامة المقلوبة، والاندماج، والخبز، والتصلب. تعمل هذه العملية على إغلاق الوصلات الرأسية بين الطوب المتجاور بشكل فعال، على غرار حلقة الإغلاق في التجميعات الميكانيكية، وبالتالي منع اختراق المعدن المصهور. الأهم من ذلك، نظرًا لأن عنصر الإغلاق هذا مضمن داخل جسم الطوب، فهو محمي من الغسل المباشر بواسطة المعدن المصهور. يسمح هذا حتى لهيكل العجينة الفضفاضة في البداية بتلبية متطلبات الخدمة العملية.

2. معالجة خاصة للوصلات الأفقية

يستخدم تصميم تبطين الفرن النموذجي ثلاث طبقات من الطوب الكربوني، مما يؤدي إلى وصلتين أفقيتين، مع تداخل كل طبقة بمقدار 45 درجة بالنسبة للطبقة السفلية. يتم تشغيل أخاديد على شكل ذيل حمامة مقلوب، أوسع وأقل عمقًا من الأخاديد الجانبية، على الأسطح المتزاوجة (العلوية والسفلية) للطوب الكربوني. يتم ملء هذه الأخاديد، جنبًا إلى جنب مع الأخاديد الجانبية، بعجينة ذاتية التحضير، وتعبئتها، وتنعيمها.

عند تشغيل الفرن، تشكل هذه الأخاديد الأفقية شبكة موشورية مسطحة. عند تقاطعات الأخاديد العلوية والسفلية للطوب، تندمج العجينة معًا، مما يخلق شبكة قوية تربط بشكل متكامل الطبقات العلوية والسفلية من الطوب الكربوني. يضمن هذا الهيكل أنه حتى إذا اخترق المعدن المصهور إلى قاع الطوب، فإنه لا يمكن أن يتسبب في طفو الطوب.

الخلاصة

من خلال المعالجة المتمايزة للوصلات الرأسية والأفقية، يتم ربط الطوب الكربوني الذي يشكل تبطين الفرن - بما في ذلك طوب الجدران وطوب ثقب الصنبور - بشكل آمن في وحدة متماسكة. هذا يمنع بشكل فعال اختراق المعدن، مما يوفر حلاً أنيقًا لتحدي صناعي قائم منذ فترة طويلة.

هذه الطريقة بسيطة التنفيذ وفعالة للغاية. إنها تستحق الاهتمام والاعتماد داخل الصناعة. من المتوقع أن يؤدي الترويج والتطبيق على نطاق واسع إلى إطالة عمر تبطين الفرن بشكل كبير، وتقليل تكاليف الإنتاج بشكل كبير، والارتقاء بتكنولوجيا التبطين إلى مستوى جديد.

نحن شركة تصنيع أفران كهربائية محترفة. لمزيد من الاستفسارات، أو إذا كنت بحاجة إلى أفران القوس المغمور، أو أفران القوس الكهربائي، أو أفران تكرير المغرفة، أو معدات الصهر الأخرى، فيرجى عدم التردد في الاتصال بنا على  susan@aeaxa.com