การพัฒนาวัสดุบุทนไฟ

วัสดุทนไฟของทูนดิชส่วนใหญ่ประกอบด้วยชั้นฉนวน ชั้นถาวร และชั้นใช้งาน
(1) ชั้นฉนวน (ชั้นฉนวน) (10-30มม.) ชั้นนี้อยู่ติดกับเปลือกเหล็กของกระบวยกลาง และหน้าที่หลักคือป้องกันเหล็กหลอมเหลวและลดอุณหภูมิที่ลดลงในระหว่างกระบวนการเท มักทำจากแผ่นใยหิน อิฐฉนวน หรือวัสดุหล่อมวลเบา ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดคือสักหลาดไฟเบอร์อลูมิเนียมซิลิเกตซึ่งมีค่าการนำความร้อนต่ำและง่ายต่อการสร้าง
(2) ชั้นถาวร (100-200มม.) ซึ่งสัมผัสกับชั้นฉนวนและทำหน้าที่เป็นชั้นฉนวนความปลอดภัยเป็นหลัก ในช่วงกลาง-1970ชั้นถาวรสร้างด้วยอิฐมอญเป็นหลัก และต่อมาก็ก่อด้วยอิฐอลูมินาสูง ในช่วงปลายทศวรรษที่ 1980 วัสดุที่หล่อได้ถูกนำมาใช้สำหรับการเทโดยรวม โดยทั่วไปจะเป็นวัสดุที่หล่อได้เองที่มีอลูมินาสูงหรือมัลไลท์
(3) ชั้นการทำงาน (20-50มม.) ชั้นนี้สัมผัสกับเหล็กหลอมเหลวและเป็นส่วนสำคัญ วัสดุชั้นนี้ควรมองหาอุปกรณ์ที่เรียบง่าย การก่อสร้างที่สะดวก ลดความเข้มแรงงาน ปรับปรุงผลิตภาพแรงงาน และความสามารถในการปรับตัวในการอบที่ดีระหว่างการใช้งานและการก่อสร้าง จำเป็นต้องให้วัสดุซับในการทำงานแข็งตัวเร็ว ไม่แตก มีความแข็งแรงดี สามารถอบได้อย่างรวดเร็วหรือใช้งานโดยตรงโดยไม่ต้องอบ ลดการใช้พลังงานในการอบ เพิ่มอัตราการใช้ทัพพีระดับกลาง และยืดอายุการใช้งาน ของทัพพีกลาง ลดจำนวนหีบห่อสำรอง วัสดุบุผิวที่ใช้งานควรมีการยึดเกาะที่ดีกับชั้นถาวรในระหว่างการก่อสร้าง โดยไม่เลื่อนกลับหรือยุบตัว จะต้องมีประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูงได้ดีภายใต้สภาวะการให้บริการที่อุณหภูมิสูง ไม่เพียงแต่จำเป็นต้องมีการหักเหของแสงสูงและมีความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงเท่านั้น แต่ยังต้องมีความเสถียรทางเคมีที่ดีด้วยเพื่อให้แน่ใจว่าเหล็กหลอมเหลวจะไม่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันทุติยภูมิภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูง ไม่มีมลพิษต่อเหล็กหลอมเหลว และไม่เกิดการลดลงของ คุณภาพของเหล็กแท่ง ในระหว่างการใช้งาน ควรมีความต้านทานที่ดีต่อการสึกกร่อนของตะกรันและการแทรกซึม รวมถึงความสามารถในการต้านทานการสึกกร่อนของเหล็กและตะกรัน ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการปรับปรุงอายุการใช้งานของวัสดุบุผิวของทัพพีระดับกลางและการลดระดับของทัพพีระดับกลาง
ใช้วัสดุทนไฟและลดมลพิษของวัสดุทนไฟบนเหล็กหลอมเหลว วัสดุบุผิวที่ใช้งานควรมีหน้าที่ทางโลหะวิทยาบางอย่าง ซึ่งสามารถทำปฏิกิริยากับสิ่งเจือปนในของเหลวเหล็ก ดูดซับ N, S, P และออกไซด์ของอโลหะในของเหลวเหล็ก และปรับปรุงคุณภาพของของเหลวเหล็ก วัสดุบุที่ใช้งานควรมีคุณสมบัติทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้ดีและมีความคงตัวของปริมาตรที่ดี และไม่ระเบิดเมื่อสัมผัสกับเหล็กหลอมเหลว เพื่อให้แน่ใจว่าเนื้อทูนดิชมีความสมบูรณ์ดี นอกจากนี้ เยื่อบุที่ใช้งานของอุโมงค์ควรมีค่าการนำความร้อนต่ำและมีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดี ซึ่งสามารถลดการสูญเสียความร้อนของอุโมงค์ และรักษาความเสถียรของอุณหภูมิเหล็กหลอมเหลวในอุโมงค์ ซับหลังการใช้งานควรแกะได้ง่ายและแยกชั้นการทำงานและชั้นถาวรออกจากกันได้ง่าย ซึ่งสามารถลดความเสียหายของวัสดุทนไฟของซับในชิ้นงานไปจนถึงซับถาวรของบรรจุภัณฑ์ระดับกลางและช่วยยืดอายุการใช้งาน ของแพ็คเกจกลาง
ในยุคแรก ๆ ของชั้นการทำงานจะใช้อิฐทนไฟอลูมิเนียม ต่อมาเพื่อรักษาอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงของของเหลวเหล็กในถังระหว่างการเทไม่เกิน 15 องศา ชั้นการทำงานจึงเริ่มใช้แผ่นฉนวนในการทำงาน ต่อมาได้เปลี่ยนแผ่นฉนวนเป็นวัสดุเคลือบกันไฟและเคลือบพ่นกันไฟที่มีการทำงานเหมือนกัน ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการหล่อแบบต่อเนื่องแบบหลายเตาและเทคโนโลยีการเปลี่ยนหัวฉีดแบบรวดเร็ว วัสดุการสั่นสะเทือนแบบแห้งล่าสุดจึงเริ่มเข้ามาแทนที่การพ่นเคลือบกันไฟด้วยข้อได้เปรียบที่สำคัญ วัสดุทนไฟที่ใช้สำหรับชั้นการทำงานของทูนดิชได้ผ่านขั้นตอนการพัฒนาอิฐดินทนไฟ (ชั้นถาวรหมายถึงชั้นการทำงาน) แผ่นฉนวน การพ่นเคลือบ (การฉาบปูน) และวัสดุสั่นสะเทือนแบบแห้งล่าสุด (เช่น การทำงานแบบแห้ง เยื่อบุ). แผ่นฉนวนโดยทั่วไปทำจากซิลิกา แมกนีเซียม และแมกนีเซียมโอลิวีน วัสดุทนไฟในรูปแบบอื่นๆ ได้แก่ แมกนีเซียม แมกนีเซียมโครเมียม และแมกนีเซียมแคลเซียมเป็นส่วนใหญ่
(4) วัสดุด้านล่างของกระเป๋านั้นเทียบเท่ากับชั้นการทำงาน ชั้นการทำงานที่ด้านล่างของ tundish เสียหายได้ง่ายจากการกระแทกของเหล็กหลอมเหลว และต้องการความทนทานต่อการกัดกร่อนและการสึกหรอ พื้นที่รับแรงกระแทกของเหล็กหลอมเหลวมักจะเสริมด้วยบล็อกสำเร็จรูปที่ทำจากคอรันดัมและแมกนีเซียมที่หล่อได้ บางบริษัทยังใช้อิฐสเก็ตบอร์ดที่ใช้แล้วทิ้งและอิฐแมกนีเซียมคาร์บอนเพื่อเสริมแรงในโครงหล่อ