آلومینای سفید ذوبشده (WFA) به عنوان یک ماده نسوز با کارایی بالا، نقش مهمی در کورههای پاتیلی فولادسازی (SLF) ایفا میکند و عمدتاً در آسترها و اجزای عملکردی برای مقاومت در برابر شرایط عملیاتی سخت استفاده میشود. وظایف اصلی آن حول محور محافظت از ساختار کوره، تضمین کیفیت فولاد و افزایش طول عمر مفید میچرخد که نقشهای خاص آن در زیر شرح داده شده است:
۱. پوشش نسوز برای مناطق بحرانی کوره
WFA یک ماده اولیه کلیدی برای تولید آجرهای نسوز/ریخته گری های مورد استفاده در پوشش کوره های پاتیلی فولادی است که بر روی نواحی با سایش و خوردگی بالا تمرکز دارد:
- پوشش پوسته پاتیل : مخلوط با سایر مواد نسوز (مانند بوکسیت، اسپینل) برای تولید آجرها/ریختنیهای نسوز پرآلومینا، که یک عایق حرارتی و مانع ضد فرسایش بین پوسته فولادی و فولاد/سرباره مذاب تشکیل میدهد.
- ناحیه خط سرباره : خط سرباره در معرض فرسایش شیمیایی شدید توسط سرباره مذاب (حاوی CaO و SiO₂ بالا) و شستشوی مکانیکی قرار دارد. محتوای بالای Al₂O₃ (≥98%) و ساختار متراکم WFA در برابر نفوذ و انحلال سرباره مقاومت میکند و سایش پوشش داخلی را کاهش میدهد.
- قسمتهای کف و نازل : در اجزای نسوز مانند کف پاتیل و نازلهای ورودی غوطهور (SEN) استفاده میشود و از مقاومت مکانیکی بالای آن برای مقاومت در برابر ضربه فولاد مذاب و جلوگیری از آسیب ساختاری بهره میبرد.
۲. اجزای نسوز کاربردی
WFA به قطعات کاربردی تخصصی تبدیل میشود که مستقیماً در عملیات کوره شرکت میکنند:
- پاتیل (درپوشهای متخلخل پاتیل) : WFA به عنوان سنگدانه اصلی برای درپوشهای متخلخل استفاده میشود که آرگون را به داخل پاتیل تزریق میکنند تا فولاد مذاب را هم بزنند. پایداری دمایی بالا و مقاومت در برابر خوردگی آن از گرفتگی یا آسیب درپوش توسط فولاد/سرباره مذاب جلوگیری میکند و هم زدن یکنواخت را تضمین میکند.
- جرمهای ریختنی نسوز برای تعمیر : جرمهای ریختنی پایه WFA (کم سیمان یا بسیار کم سیمان) برای تعمیر در محل آسترهای فرسوده استفاده میشوند. این مواد سیالیت خوب و خواص پخت سریعی دارند که امکان تعمیر و نگهداری سریع را برای افزایش چرخه سرویس پاتیل فراهم میکند.
۳. افزایش کیفیت فولاد و پایداری عملیاتی کوره
- به حداقل رساندن آلودگی ناخالصی : WFA دارای محتوای ناخالصی بسیار کمی است (Fe₂O₃، SiO₂ ≤1.5%)، بنابراین عناصر مضر (مانند Fe، Si) را در حین سرویس وارد فولاد مذاب نمیکند و خلوص فولادهای ویژه (مانند فولاد آلیاژی، فولاد ضد زنگ) را تضمین میکند.
- مقاومت در برابر شوک حرارتی و تغییر شکل ساختاری : کورههای پاتیلی فولاد تحت چرخههای دمایی مکرر (دمای اتاق تا 1600+ درجه سانتیگراد) قرار میگیرند. مقاومت متوسط در برابر شوک حرارتی و ضریب انبساط حرارتی پایین WFA از ترک خوردگی یا پوسته پوسته شدن پوشش داخلی جلوگیری میکند، یکپارچگی ساختاری را حفظ میکند و از خطرات نشت فولاد مذاب جلوگیری میکند.
- افزایش طول عمر مفید : در مقایسه با مواد نسوز مرسوم (مانند کوراندوم قهوهای)، مقاومت عالی در برابر خوردگی و سایش WFA، طول عمر پوششهای پاتیل و اجزای آن را 20 تا 50 درصد افزایش میدهد و زمان از کارافتادگی برای تعویض پوشش را کاهش میدهد و هزینههای تولید را پایین میآورد.
۴. بهینهسازی عملکرد دیرگدازها از طریق فرمولاسیونهای کامپوزیتی
در کاربردهای عملی، WFA اغلب با مواد دیگر ترکیب میشود تا عملکرد را متعادل کند:
- مخلوط با اسپینل (MgAl₂O₄) برای بهبود مقاومت در برابر شوک حرارتی، مناسب برای مناطق پاتیل با تغییرات دمایی مکرر.
- با مواد کربنی (مثلاً گرافیت) مخلوط میشود تا مقاومت در برابر سرباره را افزایش دهد و نواحی خط سرباره با خوردگی بالا را هدف قرار میدهد.
- به عنوان افزودنی پودری ریز در جرمهای ریختنی نسوز برای افزایش چگالی و کاهش تخلخل استفاده میشود و قابلیت کلی ضد فرسایش ماده را بهبود میبخشد.
