ماسه مجرای کوره قوس الکتریکی

ماسه مجرای اولوین یا الوین یا EBT (eccentric bottom tapping)، یک ماده گرانول با نسوزندگی بالا است که در کارخانه‌های فولاد سازی با کوره‌های قوس الکتریکی برای باز کردن راحت تر مجرای تخلیه ذوب استفاده می شود. همچنین تاثیر لنس یا ضربه زدن بر روی نسوز های مجرای تخلیه ذوب را به حداقل می رساند و از این رو عمر پوشش نسوز مجرای تخلیه ذوب را افزایش می دهد. یک باز شدن راحت زمانی اتفاق می افتد که فولاد پس از باز شدن مجرای تخلیه، آزادانه از سوراخ EBT به پاتیل جریان یابد. عمدتا محل تخلیه ذوب در کوره قوس الکتریکی از قسمت کف کوره قرار دارد که به این نوع تخلیه eccentric bottom tap-hole (EBT) نیز می گویند. خواص مهم و تاثیرگذار در انتخاب ماسه مجرا مواردی همچون زینترپذیری، اندازه دانه و توزیع دانه بندی، شکل دانه ها، تر شوندگی و … است. از آنجا که در کوره قوس الکتریکی دمای کاری بالاست ماسه انتخابی باید از ترکیب شیمیایی ساخته شده باشد که بتواند در دماهای بالا (حدود 1650 درجه سانتیگراد) به خوبی خاصیت نسوزندگی خود را حفظ کند از همین رو معمولا از ماسه الوینی که از ترکیبات غنی از اکسید منیزیم است به عنوان ماسه مجرا استفاده می شود.

فرآیند تخلیه مذاب به این صورت است که پس از رسیدن دمای مذاب به میزان تعیین شده مکانیزم اسلاید گیت موجود در زیر مجرای تخلیه کوره باز شده و پس از تخلیه ماسه مجرای الوینی مذاب جریان می یابد. ماسه اولوین از ترکیب کانی های منیزیم و عمدتا غنی از فورسترایت (Mg₂SiO­­₄) است.  ماسه الوینی به دلیل داشتن چند ویژگی مناسب در مجرای کوره قوس به کار می رود. مهمترین ویژگی دمای نسوزندگی بسیار بالاست. ویژگی دیگر نداشتن تر شوندگی توسط مذاب فولاد است بنابراین مذاب نمی تواند به درون ماسه نفوذ کند و بنابراین بلافاصله پس از باز شدن اسلاید گیت ماسه تخلیه شده و بازشوندگی به حداکثر مقدار خود می رسد. میزان نفوذ مذاب فلزات در ماسه جامد تحت تاثیر تر شوندگی یا همان انرژی های سطحی بین سطح تماس جامد-جامد (γ_ss) و جامد-مایع (γ_sl) است که زاویه بین این دو انرژی θ نامیده می شود و همانطور که در شکل زیر مشاهده می شود چنانچه زاویه θ کوچک باشد تر شوندگی زیاد و چنانچه بزرگ باشد مذاب میل به تر کردن سطح جامد را ندارد و در واقع در این حالت مذاب تمایل دارد تا به صورت قطره های توپی شکل شده و تا حد ممکن از پخش شدن در سطح جامد دوری نماید.

اما تر شوندگی علاوه بر ترکیب شیمیایی ماسه به ترکیب شیمیایی فولاد نیز وابسته است. تحقیقات نشان داده است که وجود عناصر سبک موجود در فولاد (گوگرد، اکسیژن و کربن) باعث افزایش تر شوندگی و نفوذ آسانتر مذاب در ماسه مجرا خواهد شد. از آنجاییکه زاویه تر شوندگی بین مذاب و ماسه الوینی دارای فورستریت نزدیک به 100 درجه است یعنی مذاب فولاد توانایی تر کردن ماسه الوینی را ندارد. لازم به ذکر است که این زاویه تر شوندگی بین مذاب فولاد و ماسه سیلیکاتی نزدیک به 60 درجه است که نشان دهنده این است که تر شوندگی بالا بین جامد سیلیکاتی و مذاب فولاد وجود دارد و مذاب فولاد تماما جامد سیلیکاتی را در بر می گیرد. بنابراین با این توضیحات می توان نتیجه گرفت که در ماسه الوینی مرغوب برای جلوگیری از تر شدن توسط مذاب فولاد لازم است تا درصد فورستریت بالا در ترکیب انتخاب شود. ترکیب معمول ماسه مجرای الوینی حداقل شامل 45 درصد اکسید منیزیم، حدود 40 درصد سیلیس و حدود 8 درصد اکسید آهن (Fe₂O₃)  می شود. ماسه مجرا الوینی همانطور که در تصویر نشان داده شده رنگ سبز خاکستری دارد.

جهت کسب اطلاعات بیشتر با ما در تماس باشید.