อลูมินาหลอมขาว (WFA) มีบทบาทสำคัญในเตาหลอมเหล็ก (SLF) ในฐานะวัสดุทนไฟประสิทธิภาพสูง โดยส่วนใหญ่ใช้ในการบุผนังและส่วนประกอบต่างๆ เพื่อให้ทนต่อสภาวะการทำงานที่รุนแรง หน้าที่หลักของมันคือการปกป้องโครงสร้างของเตาหลอม การรับรองคุณภาพของเหล็ก และการยืดอายุการใช้งาน โดยมีบทบาทเฉพาะต่างๆ ที่ระบุไว้ด้านล่าง:
1. วัสดุบุผนังทนไฟสำหรับบริเวณวิกฤตของเตาหลอม
WFA เป็นวัตถุดิบหลักในการผลิตอิฐ/วัสดุหล่อทนไฟที่ใช้ในผนังเตาหลอมเหล็ก โดยเน้นที่บริเวณที่มีการสึกหรอและการกัดกร่อนสูง:
- วัสดุบุผนังกระบวยหลอมเหล็ก : ผสมกับวัสดุทนไฟอื่นๆ (เช่น บอกไซต์ สปิเนล) เพื่อผลิตอิฐ/วัสดุหล่อทนไฟที่มีอลูมินาสูง ทำหน้าที่เป็นฉนวนกันความร้อนและป้องกันการกัดเซาะระหว่างกระบวยเหล็กกับเหล็กหลอมเหลว/ตะกรัน
- บริเวณแนวตะกรัน : แนวตะกรันจะเผชิญกับการกัดเซาะทางเคมีอย่างรุนแรงจากตะกรันหลอมเหลว (มี CaO และ SiO₂ สูง) และการขัดถูทางกล WFA มีปริมาณ Al₂O₃ สูง (≥98%) และโครงสร้างที่หนาแน่น จึงต้านทานการแทรกซึมและการละลายของตะกรัน ลดการสึกหรอของวัสดุบุผนัง
- บริเวณด้านล่างและหัวฉีด : ใช้ในชิ้นส่วนทนไฟ เช่น ก้นทัพพีหลอมเหล็กและหัวฉีดจุ่มน้ำ (SEN) โดยใช้ประโยชน์จากความแข็งแรงเชิงกลสูงเพื่อทนต่อแรงกระแทกจากเหล็กหลอมเหลวและป้องกันความเสียหายของโครงสร้าง
2. ส่วนประกอบทนไฟเชิงฟังก์ชัน
WFA จะถูกแปรรูปเป็นชิ้นส่วนเฉพาะทางที่ใช้งานได้จริง ซึ่งมีส่วนร่วมโดยตรงในกระบวนการทำงานของเตาหลอม:
- ปลั๊กพรุนสำหรับทัพพี (WFA) : WFA ถูกใช้เป็นวัสดุผสมหลักสำหรับปลั๊กพรุน ซึ่งฉีดก๊าซอาร์กอนเข้าไปในทัพพีเพื่อกวนเหล็กหลอมเหลว ความเสถียรต่ออุณหภูมิสูงและความต้านทานการกัดกร่อนช่วยป้องกันการอุดตันหรือความเสียหายของปลั๊กจากเหล็กหลอมเหลว/ตะกรัน ทำให้มั่นใจได้ว่าการกวนเป็นไปอย่างสม่ำเสมอ
- วัสดุหล่อทนไฟสำหรับงานซ่อมแซม : วัสดุหล่อที่ใช้ WFA เป็นส่วนประกอบหลัก (ซีเมนต์ต่ำหรือซีเมนต์ต่ำมาก) ใช้สำหรับการซ่อมแซมพื้นผิวที่สึกหรอในสถานที่ วัสดุเหล่านี้มีคุณสมบัติการไหลที่ดีและแข็งตัวเร็ว ทำให้สามารถบำรุงรักษาได้อย่างรวดเร็วเพื่อยืดอายุการใช้งานของทัพหลอมเหล็ก
3. การเพิ่มคุณภาพเหล็กและความเสถียรในการทำงานของเตาหลอม
- ลดการปนเปื้อนของสิ่งเจือปนให้น้อยที่สุด : WFA มีปริมาณสิ่งเจือปนต่ำมาก (Fe₂O₃, SiO₂ ≤1.5%) ดังนั้นจึงไม่นำธาตุที่เป็นอันตราย (เช่น Fe, Si) เข้าสู่เหล็กหลอมเหลวในระหว่างการใช้งาน ทำให้มั่นใจได้ถึงความบริสุทธิ์ของเหล็กกล้าชนิดพิเศษ (เช่น เหล็กอัลลอย เหล็กกล้าไร้สนิม)
- ทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันและการเสียรูปของโครงสร้าง : เตาหลอมเหล็กต้องเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิบ่อยครั้ง (จากอุณหภูมิห้องถึง 1600 องศาเซลเซียสขึ้นไป) ความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันในระดับปานกลางและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำของ WFA ช่วยป้องกันการแตกร้าวหรือการหลุดร่อนของวัสดุบุผนัง รักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้าง และหลีกเลี่ยงความเสี่ยงจากการรั่วไหลของเหล็กหลอมเหลว
- ยืดอายุการใช้งาน : เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุทนไฟแบบดั้งเดิม (เช่น คอรันดัมสีน้ำตาล) คุณสมบัติการต้านทานการกัดกร่อนและการสึกหรอที่เหนือกว่าของ WFA ช่วยยืดอายุการใช้งานของวัสดุบุภายในกระบวยหลอมและชิ้นส่วนต่างๆ ได้ 20–50% ลดเวลาหยุดทำงานเพื่อเปลี่ยนวัสดุบุภายใน และลดต้นทุนการผลิต
4. การเพิ่มประสิทธิภาพวัสดุทนไฟด้วยสูตรผสม
ในการใช้งานจริง WFA มักถูกผสมกับวัสดุอื่นๆ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่สมดุล:
- ผสมกับสปิเนล (MgAl₂O₄) เพื่อเพิ่มความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน เหมาะสำหรับบริเวณทัพพีหลอมโลหะที่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิบ่อยครั้ง
- ผสมกับวัสดุที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ (เช่น กราไฟต์) เพื่อเพิ่มความต้านทานต่อตะกรัน โดยมุ่งเป้าไปที่บริเวณแนวตะกรันที่มีการกัดกร่อนสูง
- ใช้เป็นสารเติมแต่งผงละเอียดในวัสดุหล่อทนไฟ เพื่อเพิ่มความหนาแน่นและลดรูพรุน ช่วยปรับปรุงความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนโดยรวมของวัสดุ
