ومن ثم فإن الطوبات المسببة للارتباك هي العمود الفقري لأفران صنع الفولاذ، التي تُكلف بمحتويات المعادن النباتية، والرقيق، وغازات الاحتراق عند درجات الحرارة التي تتجاوز عادة 1500 درجة مئوية، ولا يجوز لمنتجات الإسرام المصممة أن تنجو من الصدمة الحرارية، والهجوم الكيميائي، والاختراق الميكانيكي، مع الحفاظ على السلامة الهيكلية على مدى أشهر من التشغيل المستمر.

وتبحث هذه المادة الخصائص الفيزيائية والكيميائية والميكانيكية الحرجة التي تحدد الأداء المكسور في أفران صنع الفولاذ، كما تستعرض أكثر التركيبات شيوعاً للطوب، وتوفر التوجيه بشأن اختيار المواد لمختلف المناطق الفرنية، وتناقش اعتبارات مراقبة الجودة التي تكفل الأداء المتسق.

الاختبارات البدنية الحرجة

وتتوقف قدرة الطوب المكسور على الحفاظ على شكله وحجمه ووظيفته العزلة تحت الحمولة والحرارة الشديدة على مزيج من الخصائص المادية، وتقاس هذه الممتلكات باستخدام اختبارات موحدة، وتكون بمثابة النقاط المرجعية الرئيسية لاختيار المواد.

التقلبات والمعادن التماثلية

أما التقلب فهو درجة الحرارة التي تبدأ فيها المادة المكتكرارية بالتلطيح أو التحلل تحت وزنها، وهذا تقدير كمي باستخدام اختبار المكافئ القياسي للتكتل الحراري، الذي يقارن نقطة التكديس في عينة اختبار إلى درجة المكسور المعياري، أما بالنسبة لتطبيقات صنع الفولاذ، فينبغي أن تتجاوز قيمة الفرز الكهربي الـيـة الـ 1700 مئوية، أي أن تكون أعلى من 60% من الأوكسجين.

مقاومة الشوك الحراري

وتشمل عمليات صنع الفول السوداني تغيرات سريعة في درجة الحرارة، مثلاً عندما تشحن الخردة الباردة إلى فرن ساخن أو أثناء التسخين المسبق للخردة، وتقيس مقاومة الصدمات الحرارية قدرة الطوب على تحمل هذه التقلبات دون تفكك أو تمزق، وتتأثر هذه الممتلكات بالتوسع الحراري، والتدفئة الحرارية، والهيكل الجزئي للمواد.

الاحتمال والقابلية للتحمل

ويؤثر السخرية الافتراضية على كل من السلوكيات الحرارية والتغلغل في الرقعة، ويقلل الإباحية المنخفضة (من 12 إلى 18 في المائة) من خطى السلال والحديد، ويطيل أمد حياة الطوب، غير أن كمية من المسامير المغلقة يمكن أن يعزز مقاومة الموازنة الحرارية من خلال امتصاص الضغوط، وقابلية التطهير، وما يتصل بها من ممتلكات، وتدفق الغاز من خلال الطوب، والأمر الحاسم بالنسبة للآلة.

منظمة " الكيماويات " و " مقاومة السلاغ "

إن البيئة الكيميائية في فرن صنع الفولاذية شديدة، وخلائط من الليمون والسيليكا وأكسيد الحديد والأوراق التي تصيب المواد الكهرمائية في درجة حرارة عالية، ويجب أن يقاوم الطوب التشت والتآكل والضعف الهيكلي الناجم عن التسلل إلى قاع البحر.

تحديد الأصوليات والتطابق

وتصنف المذابح على أنها حمض أو أساسي أو محايد استنادا إلى رد فعلها الكيميائي بالسلخ، والقاعدة الأساسية لاختيار المواد الخام هي مطابقة أساسيات البريكة لحكم الرقعة، وفي الأفران الأساسية للأوكسجين والفيوران الكهربية، تكون الرقعة أساسية للغاية (نسبة الكواشف/السيفورات).

آليات التصويب

ويُستدل من التآكل السلافي عن طريق التفكك والاختراق ورد الفعل، ويُبلل الرقبة المتحركة سطح الطوب ويحل الأوكسيدات المُثلجية، ويُشكل سائلاً أقل حجماً يُهدد الطوب، ويحدث التحلل على طول الخزائن والحدود من التربة، مما يتسبب في ضعف هيكلي، ويضيف المصنعون مواد مثل الزهري (ZrOoxia)

مقاومة التهوية

وبالنسبة للأوراق الأساسية، ولا سيما تلك التي تحتوي على كاميرا حرة، فإن مقاومة التهوية تشكل شاغلا بالغ الأهمية أثناء التخزين والمناولة، حيث تردد الضبط مع شركة CaO لتشكل هيدروكسيد الكالسيوم، مما يتسبب في توسع الحجم وتشققه، وتشتمل الطوبات المغنزية العالية الجودة على مثبتات مثل فيتامين/٣ أو أكسيد ال2/٣ لتشكل أكاسيدات معقدة مقاومة للهيدر.

Mechanical Properties for Furnace Integrity

وتعاني الطوبات المُرتجلة في أفران صنع الفولاذ من حمولات ثابتة من وزن البطانة، ومن القوى الدينامية من التموين والتخثر، ومن الضغوط الناجمة عن التوسع الحراري، كما أن القوة الميكانيكية تكفل بقاء الطوب على شكله ولا ينهار أو يكسر.

Cold Crushing Strength (CCS)

ويحد من قوة السحق الباردة أقصى قدر من الحمولة المضغوطة يمكن للطوب أن يتحملها في درجة حرارة الغرفة قبل الفشل، وهو مؤشر على كثافة الطوب، ونوعية السندات، والوحدة، وبالنسبة لتطبيقات صنع الفولاذ، تتراوح قيم ثاني أكسيد الكربون وتخزينه عادة بين 35 درجة مئوية لزرع الطوب إلى 80 درجة مئوية من المواد الكثيفة والمرتفعة، ومن الضروري أن تقاوم التحلل من الخرد إلى منع حدوثه في القوات المسلحة.

Modulus of Rupture (MOR)

ويقي ِّم نمط التمزق قوة الازدهار، أي قدرة الطوب على مقاومة قوى الإقراض، وهذه الملكية مهمة بصفة خاصة بالنسبة للطوب المستخدمة في سقف الفرن، والأعشاب، والجداول الجانبية التي تؤدي فيها الخانات الحرارية إلى ضغوط ميكانيكية متتالية، ويقاس حجم اليوران في كل من درجة حرارة الغرفة ودرجة الحرارة المرتفعة )١٠٠(

مقاومة الإبطار والتآكل

وفي المناطق التي يتدفق فيها الرذاذ أو الفلزات المتحركة أو الغازات بسرعة عالية، يجب أن يقاوم الطوب اللبس المادي من تأثير الجسيمات والقوى الاحتكاكية، وتقيم مقاومة الشريان الكثيف بكثافة كبيرة وقوام السندات، أما بالنسبة للبطانات المزروعة وثقوب الفرن، فإن المواد ذات السمعة المنخفضة والقوة العالية للسندات تستخدم اختبارات الفوقية في شكل انفجار من الأنبوب.

الكفاءة الحرارية وكفاءة الطاقة

السلوك الحراري للطوبات الكهرمائية يؤثر مباشرة على فقدان الحرارة، والتماثل في درجات الحرارة، واستهلاك الطاقة، و ثلاث خصائص حرارية هي الأهم.

السلوك الحراري

ويقلل السلوك الحراري المنخفض من نقل الحرارة من خلال قذيفة الفرن، ويحافظ على الطاقة، ويحمي الهياكل الخارجية للصلب، ويتمتع الطوبان الحرفية وأجهزة الإطفاء بقيم سلوكية تتراوح بين 1 و1.5 و/م ك، في حين يمكن أن تصل الطوب المغنزية الكثيفة إلى 5-6 و/م/م. ك.

التوسع الحراري والاختلاط

وتتوسع جميع المواد المعادية عندما تسخن، وإذا لم يتم التوسع في التصميم المشترك المناسب، فإن الطوبات يمكن أن تُبخر أو تُقطع، ويُعد معامل التوسع الحراري لطوب الخريجين حوالي 8-10-6 درجة مئوية/درجة مئوية؛ أما بالنسبة لبخ المغناطيس فهو أعلى عند 13 درجة مئوية من 10 إلى 6 درجات مئوية من وزن الجسم/درجة مئوية.

القدرة على التدفئة والتدفئة الحرارية

وتحدد القدرة الحرارية المحددة كمية الطاقة اللازمة لرفع درجة حرارة الطوب، إذ تجمع الانتشار الحراري بين السمية والكثافة والقدرة الحرارية لوصف سرعة انتقال التغيرات في درجة الحرارة من خلال المواد، وفي حين أن هذه الخصائص أقل مناقشة في الاختيار، فإنها تؤثر على سلوك التدفئة العابر وعلى الاستجابة للفرن، وبالنسبة لدورات التدفئة السريعة، فإن الطوبات ذات الإجهاد الحراري المصاحب يقلل من التدرج الحراري.

الأنواع المشتركة من البركاتوري المستخدمة في صنع الصلب

وتستخدم محطات الصلب الحديثة أنواعا متنوعة من الطوب المكسور، كل منها مصممة لتجميع محدد من درجات الحرارة والكيميائية والمطالب الميكانيكية.

مرتفعات الألمنيا بريكس

ومع أن محتوى المادة 2O3 يتراوح بين 48 في المائة و90 في المائة، فإن الطوبتين العاليتي اللوم توفر توازناً في إعادة التخدير، والقوة الميكانيكية، والقابلية للتكرار، وتستخدم في سقف القوات المسلحة الأوروبية، والبطنين المتوطنة، والجرعات الجانبية، وتحسن اضافة الطحالب المطاطية أو الكولونديوم مقاومة الصدمة الحرارية.

ماغنيسيا - كاربون بريكز

وقد أحدثت هذه الفئة ثورة في تكنولوجيا البوكسينات والبطانة الكهربائية والإيفورية، حيث إن هذه الطوبات، من خلال الجمع بين المغنيز المثقفة الميتة وبين 10 إلى 20 في المائة من الكربون (الغرافيت أو الملعب)، تحقق مقاومة غير عادية وأداء الصدمة الحرارية، حيث يوفر الكربون إمكانية عدم التصفح، بينما تقاوم المغنزيا الهجوم الأساسي.

Dolomite Bricks

إن طوبات الدوميت أقل تكلفة من المغنيسية النقية، وهي توفر مقاومة جيدة للضغط الأساسي، وتستخدم في محولات الفولاذ البنفسجية وخطوط صنع الفولاذ الثانوية، ولا سيما عندما يتم تحديد أولويات الوفورات في التكاليف، ويحتاج محتوى الجير الحر إلى حماية دقيقة من الهيدرون، وعادة ما تكون الطوبات الدومية أقل قوة من البدائل المغناطيسية.

سيليكا بريكز

(SiO2 ⁇ 93%) bricks exhibit excellent thermal stability and high load-bearing capacity near their softening point, they are acidic in nature and used primarily in the roofs of basic open-hearth furnaces and in coke ovens. In steelmaking, their application is limited to zones where slag is not basic. Silica bricks have the advantage of low cost and high purto

تخصصي بريكس (زيركون، كروميت، سبينيل)

وبالنسبة لأكثر الظروف احتياجاً - مثل خط الرقبة في أعالي السوائل الصلبة أو في خامات فراغ - توفر الطوب المتخصصة مقاومة معززة، وتحتوي الطوبتان المحتويتان على زيكونيا على درجة منخفضة من الرطبة وعلى إعادة التخدير المفرطة، وقد استخدمت على نطاق واسع، ولكن يجري التخلص التدريجي من هذه الخيوط بسبب الشواغل البيئية بشأن تمزق الكمائن المغناطيسي)٢(.

معايير الاختيار لمختلف مناطق الفرنسية

لا يوجد نوع واحد من الطوب يناسب الفرن بأكمله كل منطقة تفرض مجموعة فريدة من المطالب

كهرباء ذرّة كهرباء

  • [FLT:][FLT:]Hearth and bottom:

    منظمة أوكسجين فورناس (BOF)

    (

      )
    • منطقة الركض:

      الصقل من الملعب ومن المستوى الثانوي

      Indle refractories must withstand vacuum degassing, stirring, and increased slag aggressiveness from synthetic slags.

      • [FLT:]

        التصنيع ومراقبة الجودة

        ويتم تحقيق نوعية ثابتة من الطوب الكهرم من خلال اختيار المواد الخام المتأنية، والخلط، والتكوين، والجفاف، والرماية، وتتم الاستفادة من المواد الخام مثل البوكسيت، والمغنطيسي، والغرافيت، في مراقبة الشوائب، مثلا، يجب أن تخضع نسبة الليم - سيليكا في الموقع المغنطيطي لمراقبة صارمة لتجنب تكوين سليف منخفضة الصهر أثناء الخدمة.

        وتشمل أساليب التشكيل الضغط الجاف (المعظم لطوب صنع الصلب)، والضغط على الإيزوستاتيك (للأشكال الكبيرة أو الألغاز)، والرميات (للطوابق الأرضية المعقدة)، وبعد الضغط، تجف الطوبات عند 100-200 درجة مئوية لإزالة الرطوبة وارتباطها الاختياري في جو مخفض إذا احتوت على الكربون.

        وتشمل مراقبة الجودة اختبار كل دفعة إنتاج للكثافة السائبة، والسخرية الظاهرة، وحسابات الاحتباس الحراري، والتغير الخطي الدائم بعد إعادة التسخين، أما بالنسبة لتطبيقات صنع الفولاذ، فإن أساليب اختبار التكييف أو الإيزوت تستخدم عادة كشهادة تحليل تشمل الكيمياء الكاملة للأوكسيد، بالإضافة إلى اختبار الصدمات الحرارية واختبارات الكؤوس (حيث تكون عينة من الطوب المتحركة غير مثبتة عند درجة حرارة 1600).

        وثمة اتجاه متزايد يتمثل في استخدام أساليب الاختبار غير التدميري مثل سرعة نبضات الموجات فوق الصوتية لكشف الشقوق الداخلية أو أوجه عدم التجانس في الطوب قبل التركيب، وبعض النباتات المتقدمة تربط القراءات بالأشعة فوق البنفسجية مع الحياة المتوقعة للخدمة.

        خاتمة

        أما الطوبات المسببة للارتفاع في صنع الفولاذ فهي بعيدة عن منتجات السلع الأساسية؛ وهي مواد شديدة الهندسة يجب أن تضاهي خصائصها بدقة مع المتطلبات الحرارية والكيميائية والميكانيكية لكل منطقة من مناطق الفرن، وتشمل الخصائص الرئيسية إعادة التخدير، ومقاومة الصدمات الحرارية، والتوافق الكيميائي مع الركيزة، والقوة الميكانيكية، والسلوك الحراري.