تتعرض الفوهة المبهجة لتجوب الصلب المنصهر بدرجة الحرارة العالية ، والتآكل الكيميائي والإجهاد الحراري أثناء عملية الصب/الصب المستمر ، وفشله يؤثر بشكل مباشر على الإنتاج وجودة المنتج المصبوب. فيما يلي الأوضاع الثمانية للفشل النموذجية وتحليل آليتها:
1. الانسداد (الأكثر شيوعًا)
خصائص الفشل:
رواسب صعبة بيضاء/خارج البيضاء على الجدار الداخلي للفوهة
انخفاض معدل التدفق التدريجي حتى التوقف خلال المراحل اللاحقة من التدفق
آلية التكوين:
mathreproduction
2 [al] + 3 [o] → al₂o₃ (درجة الانصهار 2050)
يتفاعل AL في الفولاذ الحرة مع O لتشكيل شوائب ذات نقطة عالية
معدل الترسيب: يصل إلى 1 مم/دقيقة لدرجات الصلب عالية الأكسجين
حل:
✅ علاج الكالسيوم ([Ca]/[al] أكبر من أو يساوي 0.
✅ فوهة ستارة الغاز (تدفق الأرجون 3-5 l/min)
✅ طلاء مكافحة الحظر (بطانة Cao-Zro₂)
2. تآكل خط الخبث (فشل غير متماثل)
خصائص الفشل:
تظهر الأخاديد الدائرية على الجدار الخارجي للفوهة حيث تتواصل مع الخبث الواقي.
Breakage is likely to occur when the depth of erosion is >10mm
آلية التآكل:
الرياضيات
ينسخ
Zro₂ + Caf₂ → Zrf₄ ↑ + Cao
تتفاعل مكونات مثل Caf₂ و Feo في الخبث الواقي مع Zro₂:
البيانات الرئيسية:
أساس خبث الواقي (CAO/SIO₂) معدل التآكل (مم/فرن)
0.8-1.2 0.3-0.5
1.5-2.0 0.8-1.2
حل:
✅ Use a composite material with a ZrO₂ content of >85 ٪ في خط الخبث
✅ قم بتحسين أساسيات الخبث الواقي (Control Caf₂<5%)
3. تصدع الصدمة الحرارية (فشل مفاجئ)
خصائص الفشل:
يعرض سطح Sprue شبكة من الشقوق
غالبًا ما يحدث أثناء التسخين أو مرحلة صب
شروط الحدوث:
When the temperature rise rate is >15°C/min, the internal stress of the refractory material is >قوة الانثناء
المعلمات الحرجة:
مقاومة الصدمة الحرارية المادية (الأوقات) ارتفاع درجة الحرارة المسموح بها (درجة /دقيقة)
al₂o₃-c 3-5 8-10
Zro₂-C 8-10 5-8
حل:
✅ التسخين التدريجي (300 درجة ← 800 درجة ← 1200 درجة)
✅ استخدم المواد الحرارية مع بنية microporous (المسامية 15-20 ٪)
4. آلية الانزلاق عالقة (الفشل الميكانيكي)
خصائص الفشل:
مقاومة الانزلاق> قيمة مجموعة النظام الهيدروليكي (عادة> 20 ميجا باسكال)
التباطؤ أو الفشل في تنظيم تدفق الصلب
السبب الجذري:
يتسرب الصلب المنصهر في الفجوة بين لوحات الشرائح (ختم ضعيف)
Lubricant carbonization failure (>1400 درجة التعرض المستمر)
حل:
✅ استخدم لوحات الشريحة المشتقة ذاتيا (مع BN أو MOS₂)
✅ أضف الشحوم المستندة إلى الجرافيت كل فرنان
5. توسيع المخرج (التدفق غير المنضبط)
خصائص الفشل:
Outlet diameter increases by >5 مم (التصميم الأصلي φ40mm → φ45mm)
يزيد معدل التدفق بنسبة 30 ٪ بسرعة سحب 1.5 م/دقيقة
آلية التآكل:
Turbulent shear of molten steel (flow rate >2m/s)
التآكل الكيميائي لإدراج النقطة المنخفضة مثل MNS
حل:
✅ أضف مرحلة التعزيز SIC إلى منطقة المخرج (زادت مقاومة التآكل بمقدار 3 مرات)
✅ تحسين تصميم مجال التدفق (تقليل الاضطراب)
6. الكسر الهيكلي (فشل كارثي)
نوع الكسر:
الكسر المستعرض: إجهاد التثبيت المفرط
كسر طولي: الإجهاد الحراري المتراكم
التدابير الوقائية:
✅ قم بتحسين سمك الجدار باستخدام تحليل العناصر المحدودة (الموصى به أكبر من أو يساوي 50 مم)
✅ تجنب التبريد والتدفئة السريعة (تدرج درجة الحرارة<100°C/cm)
7. تكثيف الفولاذ البارد (الفشل أثناء صب الأولي)
شروط التكوين:
عدم كفاية الفوهة التسخين (<800°C)
السخن الصلب المنصهر<15°C
حل:
✅ خبز قناة (غاز + تسخين كهربائي)
✅ Confirm temperature before pouring (infrared thermometer >1000 درجة)
8. التآكل غير الطبيعي (الفشل الكيميائي)
رد فعل نموذجي:
سيو2(مادة حرارية) + [CA] → Casio3(نقطة انصهار منخفضة)
التدابير المضادة:
✅ بالنسبة للدرجات الصلب عالية الكالسيوم ، استخدم مواد MGO-C
