پاترکس

مقدمه

معمولا برای شروع ریخته‌گری، مذاب آماده شده در کوره (قوس الکتریکی یا القایی) در پاتیل‌های مذاب تخلیه می شود. در ریخته‌گری­های پیوسته پس از انتقال پاتیل­ ها به ماشین ریخته­ گری، ذوب به درون تاندیش منتقل شده و ریخته‌گری آغاز می گردد. برای حفط دمای ذوب درون پاتیل یا تاندیش در محدوده‌ی مناسب در طول زمان ریخته‌گری، لازم است پوشاننده­ی مناسبی به سطح ذوب اضافه شود تا از اتلاف حرارت ذوب ناشی از تابش و رسانش جلوگیری کند.

نمودار زیر مناطق مختلف پودر پوشاننده‌ی سطح مذاب و سرباره را بر روی سطح مذاب در تاندیش نشان می دهد.

همانطور که در نمودار نشان داده شده، گرادیان حرارتی بین سطح ذوب تا اتمسفر دارای شیب تندی است. در این نمودار منطقه‌ی پایین، سرباره‌ی مذاب است و در منطقه‌ی بالا، پودر جامد قرار دارد و لایه‌ی پودر زینتر شده و خمیری در منطقه‌ی میانی واقع شده است. مقاومت در برابر انتقال حرارت توسط لایه‌ی پودر جامد و زینتر شده انجام می‌گیرد. علاوه بر این از مذاب در برابر اکسیداسیون سطحی محافظت کرده و بخشی از ناخالصی‌های موجود در ذوب را جذب می کند.

ویژگی­های خاص پودر پوشاننده‌ی سطح مذاب گروه پاترون (Patrex) به صورت مختصر عبارتند از:

1. ایزولاسیون حرارتی برای جلوگیری از افت  حرارت توسط تابش و رسانش از سطح فولاد مذاب: این نکته مهمترین دلیل استفاده از پوشاننده است. باید توجه داشت که استفاده از این ماده سبب کاهش افت دمای مذاب درون پاتیل و تاندیش می­شود، این امر سبب کنترل مناسب‌تر سرعت ریخته­ گری، کاهش میزان اکسیژن مذاب و در کل بهبود شرایط ریخته‌گری با کنترل بهتر می شود. واضح است که جلوگیری از افت دما اثر قابل توجهی روی تولید اقتصادی، کاهش مصرف انرژی، افزایش عمر نسوز پاتیل و تاندیش دارد.
2. جلوگیری از اکسیداسیون مجدد فولاد توسط اتمسفر: از آنجاییکه دمای فولاد مذاب در پاتیل و تاندیش بسیار بالاست، به شدت با اکسیژن اتمسفر واکنش می‌دهد، در نتیجه ضمن افزایش اکسیژن مذاب، باعث اکسید شدن عناصر آلیاژی احتمالی خواهد شد لذا افزودن پوشاننده به سطح مذاب می‌تواند کمک شایانی به بهبود کیفیت مذاب باشد.

مقایسه Patrex با سایر پوشاننده‌ها

در برخی از شرکت‌های تولید کننده‌ی فولاد به جای استفاده از پوشاننده‌ی مناسب بر روی سطح مذاب از سبوس برشته‌ یا خام برنج استفاده می‌شود که استفاده از آن برای اپراتور مضر می‌باشد. در مطالعه ای که توسط گروه پاترون صورت گرفت، این دو پودر با یکدیگر مقایسه گردید. نمودار زیر مقایسه ی بین اتلاف حرارتی سبوس برنج و Patrex در تاندیش را برای فواصل زمانی ۵ دقیقه نشان می‌دهد. همانطور که در نمودار نشان داده شده، استفاده از سبوس برنج برشته یا خام، تاثیر چندانی در جلوگیری از افت دما نداشته و این موضوع خسارات مستقیم و غیرمستقیمی را برای فولادسازی به همراه دارد. آنچه مشخص است با کاهش افت دما در مذاب توسط پودر پاترکس می توان دمای تخلیه‌ی ذوب از کوره را نیز کاهش داد، در نتیجه عمر جرم نسوز کوره افزایش می یابد. با کاهش دمای تخلیه، زمان ذوب نیز در حداقل حدود ۱ تا ۲ دقیقه کاهش می یابد.