بررسی علل خوردگی و شکست نازل های غوطه ور ریخته گری مداوم فولاد

فرآیندهای نوین در مهندسی مواد

مقاله 18، دوره 10، شماره 2 - شماره پیاپی 37، شهریور 1395، صفحه 193-203   

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

رحمت الله عمادی^{* 1}؛ آرش حاجی پور²؛ حسین عمادی³

¹دانشیار دانشکده مواد دانشگاه صنعتی اصفهان

²کارشناس ارشد فولاد سبا، مجتمع فولاد مبارکه اصفهان

³دانشجوی کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

در حال حاضر ریخته گری مداوم فولاد مهمترین روش تولید فولاد در جهان می باشد، مهمترین اجزاء کنترل کننده جریان مذاب شامل تاندیش، استوپر و نازل غوطه ور میباشند که به آنها نسوزهای ویژه اطلاق می شود. در میان قطعات نسوز ویژه، نازل غوطه ور از اهمیت بالایی برخوردار است، وظیفه اصلی نازل، حفاظت جریان مذاب از ورود هوا در مسیر تاندیش به قالبهای ریخته گری و توزیع دلخواه جریان مذاب در قالبها است. هدف از این تحقیق بررسی علل خوردگی و شکست یک نمونه از نازل های غوطه ور معیوب واحد ریخته گری مداوم فولاد سبا می باشد. در ابتدا از مقاطع مختلف یک نازل سالم و یک نازل معیوب نمونه گیری انجام شد، وزن مخصوص، درصد تخلخل، آنالیز XRD ,XRF و مشاهدات میکروسکوپ الکترونی روبشی جهت شناسایی علت خوردگی و شکست انجام شد. نتایج تحقیق نشان داد که علت اصلی شکست و خوردگی نازل های معیوب پوشش نامناسب اعمال شده بر سطح نازل و کم بودن میزان گرافیت بدنه زیرکونیا-گرافیت نازل در خط سرباره است به طوری که میزان گرافیت نازل معیوب 8 درصد و نازل های سالم 10 درصد می باشد، کمبود میزان گرافیت منجر به کاهش مقاومت به شوک حرارتی و مقاومت به خوردگی نازل می شود.

کلیدواژه‌ها

ریخته گری مداوم فولاد؛ نازل غوطه ور؛ آلومین گرافیت؛ آنالیز تخریب

مراجع

[1]     H. F. Schrewe, “Continuous Casting of Steel: Fundamental Principles and Practice”, Verlag Stahleisen, Germany, 1987.

 

[2]     A. T. Peters, “Ferrous productionmetallurgy”, John Wiley and Sons, New York, 1982.

 

[3]     S. J. Lee & S. Pohl, “Composite refractory components for advanced steel pouring applications”, 39^th Inter. Colloquium on Refractories, Stahl and Eisen, pp. 90-96, Aachen, 1996.

 

[4]     S. J. Lee, A. Krocker & K. B. Rietmann, “Developments of refractory components for submerged nozzle changer system”, 37^th Inter.Colloquium on Refractories, Stahl and Eisen, pp. 67-70, Aachen, 1994.

 

[5]     H. Shikano, M. Sakai & T. Kaneko, “Development of alumina graphite nozzle for continuous casting”, Taikabutsu Overseas, Vol. 9, No. 2, pp. 3-10, 1989.

 

[6]     Y. Kanazuka, “Improvement of service life of ladle shroud”, Taikabutsu Overseas, Vol. 11, No. 1, pp. 44-47, 1991.

 

[7]     M. R. Fishler, C. Dumazeau & H. Lax, “The development of a submerged nozzle for thin slab casting”, 4^th Inter. Conference on Continuous Casting, Brussels, Belgium, pp. 461-473, 1988.

 

[8]     N. Tsukamoto, “Wear of nozzles for continuous casting”, Taikabutsu Overseas, Vol. 13, No. 4, pp. 55-61, 1993.

 

[9]     DB. Hoggard, R. Morrison, HK. Park & S. Slasor, “O-zirconia and its refractory application”, Am. Ceram. Soc. Bull, Vol. 69, No.7, pp. 1163-1166, 1990.

 

[10] T. M. Bruton, C. F. Cooper & D. A. Croft, “Microstructure and performance of alumina graphite submerged pouring shrouds and tundish stoppers”, Am. Ceram. Soc. Bull, Vol. 60, pp. 709-712, 1981.

 

[11]    س. علیزاده، ا. منشی و ا. کرمیان، " بررسی اثر استفاده مجزا و همزمان از پیونددهنده‌های فسفاتی، سیلیکاتی و بوراتی بر خواص فیزیکی و مکانیکی دیرگدازهای  یکپارچه  منیزیا-کربن"، مجله فرآیندهای نوین در مهندسی مواد، دوره 9، شماره 4، ص 223-215، زمستان 1394.

 

[12]    س. س. سادات بیدگلی، ا. منشی و ر. عمادی، "بررسی اثر تری‌پلی‌فسفات‌سدیم، هگزامتافسفات ‌سدیم، اسیدبوریک و بوراکس بر خواص فیزیکی و استحکام دما پایین ضایعات فرآورده‌های منیزیایی"، مجله فرآیندهای نوین در مهندسی مواد، دوره 10، شماره 1، ص 114-109، بهار 1395.

 

[13] T. Kawakami, K. Aratani, S. Hasegawa & T. Okamoto, “Fundamental approach for the thermal shock resistance of alumina-carbon refractories from their mechanical properties”, Taikabutsu Overseas, Vol. 5, No. 4, pp. 15-21, 1985.

 

[14] T. Kawakami, “Evaluating thermal shock resistance alumina-graphite nozzles”, Taikabutsu Overseas, Vol. 37, No. 12, pp. 756-759, 1991.

 

[15] A. J. Phillipps, “Thermal shock resistance of alumina graphite refractories for the continuous casting of steel”, UNITECR 95- Proceedings, Kyoto, Japan, 1995.

 

[16] S. Uchida, K. Ichikawa, A. Matsu & S. Miyoshi, “Fracture of Al₂O₃-C submerged nozzle”, Taikabutsu Overseas, Vol. 10, No. 2, pp. 74-84, 1990.

 

[17] K. Mukai, J. M. Toguri, N. M. Stubina & J. Yoshitomi, “A Mechanism for the Local Corrosion of Immersion Nozzles”, ISIJ Intl, Vol. 29, No. 6, pp. 469-476, 1989.