Nozzle tundish mengalami gerusan baja cair suhu tinggi, erosi kimia dan tegangan termal selama proses pengecoran/cetakan cetakan kontinu, dan kegagalannya secara langsung mempengaruhi produksi dan kualitas produk cor. Berikut ini adalah delapan mode kegagalan khas dan analisis mekanismenya:
1. Al₂o₃ penyumbatan (paling umum)
Karakteristik kegagalan:
Endapan keras putih/off-white di dinding bagian dalam nozzle
Laju aliran bertahap berkurang hingga penghentian selama tahap penuangan selanjutnya
Mekanisme Formasi:
Mathreproduksi
2 [al] + 3 [o] → al₂o₃ (titik lebur 2050 derajat)
Free AL dalam baja al-kill bereaksi dengan o untuk membentuk inklusi titik melingkar tinggi
Tingkat deposisi: hingga 1mm/menit untuk nilai baja oksigen tinggi
Larutan:
✅ Pengobatan kalsium ([ca]/[al] lebih besar dari atau sama dengan 0. 1) mengkonversi al₂o₃ menjadi 12cao · 7al₂o₃ (titik lebur 1450 derajat)
✅ Nozzle Tirai Gas (Argon Flow 3-5 l/min)
✅ Lapisan anti-blocking (lapisan CAO-ZRO₂)
2. Erosi garis terak (kegagalan asimetris)
Karakteristik kegagalan:
Alur melingkar muncul di dinding luar nozzle di mana ia menghubungi terak pelindung.
Breakage is likely to occur when the depth of erosion is >10mm
Mekanisme erosi:
Matematika
Menyalin
Zro₂ + caf₂ → zrf₄ ↑ + cao
Komponen seperti CAF₂ dan FEO dalam slag pelindung bereaksi dengan Zro₂:
Data utama:
Basa -basi dari laju erosi slag pelindung (cao/sio₂) (mm/tungku)
0.8-1.2 0.3-0.5
1.5-2.0 0.8-1.2
Larutan:
✅ Use a composite material with a ZrO₂ content of >85% di garis terak
✅ Mengoptimalkan kebasaan terak pelindung (kontrol CAF₂<5%)
3. Keretakan goncangan termal (kegagalan mendadak)
Karakteristik kegagalan:
Permukaan sariawan menunjukkan jaringan retakan
Paling sering terjadi selama pemanasan awal atau tahap penuangan
Kondisi untuk kejadian:
When the temperature rise rate is >15°C/min, the internal stress of the refractory material is >kekuatan lentur
Parameter Kritis:
Ketahanan guncangan termal material (waktu) laju kenaikan suhu yang diizinkan (derajat /menit)
Al₂o₃-c 3-5 8-10
Zro₂-c 8-10 5-8
Larutan:
✅ Pemanasan bertahap (300 derajat → 800 derajat → 1200 derajat)
✅ Gunakan bahan refraktori dengan struktur mikropor (porositas 15-20%)
4. Mekanisme geser macet (kegagalan mekanik)
Karakteristik Kegagalan:
Resistansi geser> Nilai Sistem Hidrolik (biasanya> 20 MPa)
Histeresis atau kegagalan regulasi aliran baja
Akar penyebab:
Baja cair merembes ke celah antara pelat geser (penyegelan yang buruk)
Lubricant carbonization failure (>Eksposur terus menerus 1400 derajat)
Larutan:
✅ Gunakan pelat geser pelumas diri (dengan BN atau mos₂)
✅ Tambahkan minyak berbasis grafit setiap 2 tungku
5. Pembesaran Outlet (Aliran Tidak Terkendali)
Karakteristik kegagalan:
Outlet diameter increases by >5mm (Desain Asli φ40mm → φ45mm)
Laju aliran meningkat sebesar 30% pada kecepatan tarik 1,5m/menit
Mekanisme erosi:
Turbulent shear of molten steel (flow rate >2m/s)
Erosi kimia inklusi titik-lelting seperti MNS
Larutan:
✅ Tambahkan fase penguatan SIC ke area outlet (resistensi keausan meningkat 3 kali)
✅ Mengoptimalkan desain bidang aliran (mengurangi turbulensi)
6. Fraktur struktural (kegagalan bencana)
Jenis patah tulang:
Fraktur transversal: tegangan pemasangan yang berlebihan
Fraktur longitudinal: Akumulasi tegangan termal
Tindakan pencegahan:
✅ Mengoptimalkan ketebalan dinding menggunakan analisis elemen hingga (direkomendasikan lebih besar dari atau sama dengan 50mm)
✅ Hindari pendinginan dan pemanasan yang cepat (gradien suhu<100°C/cm)
7. Kondensasi Baja Dingin (Kegagalan Selama Tuang Awal)
Kondisi pembentukan:
Pemanasan awal nosel yang tidak mencukupi (<800°C)
Superheat baja cair<15°C
Larutan:
✅ Baking dua saluran (gas + pemanasan listrik)
✅ Confirm temperature before pouring (infrared thermometer >1000 derajat)
8. Korosi abnormal (kegagalan kimia)
Reaksi khas:
Sio2(Bahan refraktori) + [CA] → Casio3(titik leleh rendah)
Penanggulangan:
✅ Untuk nilai baja kalsium tinggi, gunakan bahan mgo-c
