1. الغرض من تغطية المغرفة
في السنوات الأخيرة، وبسبب الأزمة المالية المتمثلة في زيادة القدرة الإنتاجية في شركات الصلب، انخفضت أرباح شركات الصلب الكبيرة تدريجيًا، بل وحتى حالة الخسارة عامًا بعد عام. مع تطور عملية الصب المستمر، أصبح تحسين هيكل عملية الإنتاج وتوفير الطاقة وخفض الاستهلاك اتجاهًا للتطور، وأصبحت كيفية تحسين مستوى التشغيل وتقليل انخفاض درجة الحرارة أثناء صب الملعقة (تقليل درجة حرارة الفولاذ) موضوعًا مهمًا للأبحاث الحديثة لمختلف شركات الصلب. أصبح التحكم في انخفاض درجة حرارة الفولاذ المنصهر في عملية النقل والتكرير والصب عاملاً رئيسيًا بشكل متزايد في المرحلة الأخيرة من ابتكار صناعة صناعة الصلب. يعد تغيير الحالة الحرارية للمغرفة أيضًا أحد العوامل المهمة في إنشاء نظام تعويض درجة الحرارة للفولاذ المنصهر في المحول.
في عملية نقل الملعقة وتنقيتها وصبها، هناك طريقتان رئيسيتان لفقدان الحرارة: إحداهما من خلال التوصيل الحراري لمادة بطانة الملعقة، والأخرى هي التوصيل الحراري والإشعاع الحراري للفولاذ المنصهر العلوي عند ملامسته للهواء. بعد إضافة غطاء الملعقة إلى الملعقة أثناء عملية التقليب، فإنه يلعب دورًا جيدًا في حماية تبديد الحرارة للملعقة، كما يجعل الحالة الحرارية للملعقة أكثر استقرارًا أثناء عملية التقليب، مما يخلق ظروفًا للتحكم الدقيق في درجة الحرارة وانخفاض درجة حرارة الملعقة، ويقلل بشكل أكبر من فقدان الحرارة للملعقة أثناء عملية التقليب.
2. تطوير عملية تغطية المغرفة بأكملها في الصين
تُستخدم تقنية تغطية الملعقة في بعض شركات صناعة الصلب الكبيرة في الصين، مثل Handan Steel وTang Steel وMasteel وXing Steel وLian Steel وما إلى ذلك. من خلال اتخاذ تدابير تقنية مثل تغطية الملعقة وتحسين معدل دوران الملعقة والصب في درجات حرارة منخفضة وسرعة سحب عالية، يتم تقليل انخفاض درجة حرارة الفولاذ في مطحنة الدرفلة الثانية لشركة Tangsteel بمقدار 20 درجة و11.1 درجة و25.9 درجة على التوالي بعد نفخ الأمونيا من سحب الفولاذ إلى قاع الملعقة، أثناء رفع الملعقة والصب. من خلال عملية تغطية الملعقة، يتم تقليل متوسط درجة حرارة المحول بمقدار 10 إلى 30 درجة، ويزداد معدل اجتياز درجة حرارة الملعقة لآلة الصب المستمر بنسبة 8%. بالمقارنة مع خبز الملعقة لمدة 8 ساعات بعد التغطية، تزداد درجة حرارة بطانة الملعقة بمقدار 8 درجات، مما يخلق ظروفًا لإنتاج المحول وتوفير الطاقة.
ومع ذلك، لفترة طويلة، اعتادت وحدات التصميم المحلية ومصنعو أغطية الملعقة على استخدام هيكل صب ثقيل، وهيكل مركب من بطانية الألياف القابلة للصب للعزل، وهيكل بطانية الألياف. تحل هذه الطرق مشكلة انخفاض درجة حرارة الماء الفولاذي إلى حد ما، ولكن من الصعب حل مشكلة طول عمر غطاء الملعقة بشكل أساسي، مما يجلب عقبات أمام الترويج والابتكار في غطاء الملعقة. الأسباب الرئيسية هي كما يلي:
1) كثافة الغطاء الثقيل القابل للصب ثقيلة نسبيًا (2.8 جم / سم مكعب). عند التفريغ في درجة حرارة عالية، يتأثر سطح العمل بقوة السحب على الجانب الخلفي، وتكون الخصائص الميكانيكية للإطار المعدني منخفضة عند درجة حرارة عالية، ويكون للغطاء الثقيل قدرة منخفضة على تحمل قوة السحب. عند التفريغ في درجة حرارة عالية، يتسبب الانتفاخ الخارجي للغطاء في انتفاخ لوحة الغطاء، مما يؤثر على عمر خدمة الغطاء. بالإضافة إلى ذلك، فإن مقاومة الصدمات الحرارية للغطاء الثقيل ضعيفة، والموصلية الحرارية كبيرة، وفقدان الحرارة لإشعاع الفولاذ المنصهر والتوصيل كبير أثناء استخدام الفولاذ المنصهر، وتأثير توفير الطاقة لغطاء الملعقة بالكامل ليس مثاليًا جدًا، مما يحد من تطوير غطاء الملعقة.
2) يظهر تأثير توفير الطاقة لاستخدام كتل طي الألياف على غطاء الملعقة بالكامل، وكثافة كتل طي الألياف صغيرة، ولكن في ظل حالة درجة الحرارة العالية لإشعاع الفولاذ المنصهر، تمتلئ حدود حبيبات الألياف المقاومة للحرارة باستمرار بذرات (جسيمات) مماثلة ويحدث محلول صلب أثناء نمو الحبيبات، ويزداد إثراء الشوائب عند حدود العينة. تتمتع الشوائب بترتيب غير منتظم وقوة ربط صغيرة وحساسية قوية لتغير درجة الحرارة. ونتيجة لذلك، تكون القوة عند حدود الحبيبات أضعف بكثير من الرابطة بين الشبكات، مما يتسبب في اختراق الإجهاد لحدود الحبيبات عند القطر المنخفض، مما يتسبب في كسر قضيب الألياف (أي المسحوق). سقطت قطع كبيرة من كتلة طي الألياف، وتسبب ارتفاع درجة حرارة إشعاع الفولاذ المنصهر من خلال كتلة طي الألياف المتساقطة في حرق الصفيحة الحديدية للغطاء، كما حد أيضًا من تطوير عملية تغطية الملعقة بأكملها.