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Punta a lancia in ceramica composita di nitruro di boro per l’immersione nell’acciaio fuso

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Punta a lancia in ceramica di nitruro di boro

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Che cos’è una punta di lancia?

Nella produzione dell’acciaio, una punta di lancia è il componente terminale installato all’estremità di un tubo di immersione. Essa eroga gas, inietta polveri o esegue operazioni di campionamento e misurazione mentre è direttamente esposta all’acciaio fuso o alle scorie fuse. Il gruppo comprende inoltre una guaina che avvolge longitudinalmente il tubo composito e nella quale è possibile iniettare un gas inerte per mitigare la contaminazione da fluidi del tubo composito e della superficie del metallo fuso immerso.

A seconda del processo, una punta di lancia può essere utilizzata per:

Misurazione della temperatura dell’acciaio fuso
Iniezione di ossigeno o gas inerte
Iniezione di polveri di lega
Raffinazione dell’acciaio
Processi di degassificazione
Operazioni di colata continua

Poiché la punta è l’unica parte direttamente immersa nel metallo fuso, è soggetta a una delle condizioni ambientali più estreme presenti negli impianti siderurgici.
Le condizioni operative tipiche includono:

Temperature superiori a 1.600 °C
Shock termico durante le immersioni ripetute
Attacco chimico da parte dell’acciaio fuso e delle scorie
Erosione meccanica causata dal flusso del metallo
Atmosfere ossidanti o riducenti

Queste condizioni estreme rendono la scelta del materiale una delle considerazioni progettuali più importanti. Pertanto, Innovacera raccomanda per questa applicazione la ceramica composita a base di nitruro di boro (BMZ), che è stata convalidata dai clienti e ha ricevuto un feedback eccellente.

Perché scegliere la ceramica composita a base di nitruro di boro (BMZ) per le punte delle lance?

Le ceramiche in nitruro di boro composito (BMZ) sono diventate il materiale di elezione per i componenti dei tubi di immersione. Le loro prestazioni superiori derivano dalla combinazione delle eccellenti proprietà di non bagnabilità del nitruro di boro e della maggiore resistenza meccanica fornita dalla zirconia.

I vantaggi principali includono:

1. Eccellente resistenza alla bagnabilità da parte dell’acciaio fuso

Il BMZ presenta una bagnabilità estremamente bassa nei confronti dell’acciaio fuso e delle scorie. Ciò riduce al minimo l’adesione del metallo, contribuendo a mantenere portate di gas precise e riducendo la necessità di pulizia.

2. Eccezionale resistenza agli shock termici

Le punte delle lance sono spesso soggette a rapide fluttuazioni di temperatura tra la temperatura ambiente e quella dell’acciaio fuso. Il BMZ è in grado di resistere a cicli termici ripetuti con un rischio di fessurazione molto basso.

3. Stabilità alle alte temperature

Il BMZ mantiene la stabilità dimensionale anche se esposto continuamente alle temperature della produzione dell’acciaio. Ciò garantisce prestazioni costanti nel corso di molteplici cicli di immersione.

4. Facilità di lavorazione di precisione

Il BMZ può essere lavorato con elevata precisione per ottenere geometrie complesse.

5. Lunga durata
Grazie alla resistenza agli shock termici, all’erosione chimica e all’adesione del metallo fuso, le punte delle lance in BMZ offrono in genere una durata maggiore rispetto ai materiali ceramici tradizionali. Una maggiore durata si traduce in:

Sostituzioni meno frequenti
Minori esigenze di manutenzione
Costi operativi inferiori
Maggiore efficienza produttiva