Os requisitos xerais para os materiais refractarios para fornos de arco eléctrico son:
(1) A refractariedade debe ser alta. A temperatura do arco supera os 4000 °C e a temperatura de fabricación do aceiro é de 1500 a 1750 °C, chegando ás veces aos 2000 °C, polo que se require que os materiais refractarios teñan unha alta refractariedade.
(2) A temperatura de abrandamento baixo carga debe ser alta. O forno eléctrico funciona en condicións de carga de alta temperatura e o corpo do forno ten que soportar a erosión do aceiro fundido, polo que o material refractario debe ter unha temperatura de abrandamento con carga elevada.
(3) A resistencia á compresión debe ser alta. O revestimento do forno eléctrico vese afectado polo impacto da carga durante a carga, a presión estática do aceiro fundido durante a fusión, a erosión do fluxo do aceiro durante a roscada e a vibración mecánica durante o funcionamento. Polo tanto, é necesario que o material refractario teña unha alta resistencia á compresión.
(4) A condutividade térmica debe ser pequena. Para reducir a perda de calor do forno eléctrico e o consumo de enerxía, é necesario que o material refractario teña unha condutividade térmica deficiente, é dicir, que o coeficiente de condutividade térmica sexa pequeno.
(5) A estabilidade térmica debería ser boa. En poucos minutos desde a cocción ata a carga na fabricación de aceiro en forno eléctrico, a temperatura baixa bruscamente de arredor de 1600 °C a menos de 900 °C, polo que se require que os materiais refractarios teñan unha boa estabilidade térmica.
(6) Forte resistencia á corrosión. Durante o proceso de fabricación do aceiro, a escoria, o gas do forno e o aceiro fundido teñen fortes efectos de erosión química nos materiais refractarios, polo que se require que os materiais refractarios teñan unha boa resistencia á corrosión.
Selección de materiais refractarios para paredes laterais
Os ladrillos de MgO-C adoitan empregarse para construír as paredes laterais dos fornos eléctricos sen paredes de refrixeración por auga. Os puntos quentes e as liñas de escoria presentan as condicións de servizo máis severas. Non só se corroen e erosionan gravemente polo aceiro fundido e a escoria, así como sofren graves impactos mecanicos cando se engade chatarra, senón que tamén están suxeitos á radiación térmica do arco. Polo tanto, estas pezas constrúense con ladrillos de MgO-C cun excelente rendemento.
Para as paredes laterais dos fornos eléctricos con paredes refrixeradas por auga, debido ao uso da tecnoloxía de refrixeración por auga, a carga térmica aumenta e as condicións de uso son máis estritas. Polo tanto, débense seleccionar ladrillos de MgO-C con boa resistencia á escoria, estabilidade ao choque térmico e alta condutividade térmica. O seu contido en carbono é do 10% ao 20%.
Materiais refractarios para paredes laterais de fornos eléctricos de ultra alta potencia
As paredes laterais dos fornos eléctricos de ultra alta potencia (fornos UHP) constrúense principalmente con ladrillos de MgO-C, e os puntos quentes e as zonas de liña de escoria constrúense con ladrillos de MgO-C con excelente rendemento (como os ladrillos de MgO-C de matriz completa de carbono). Melloran significativamente a súa vida útil.
Aínda que a carga das paredes do forno se reduciu debido ás melloras nos métodos de funcionamento dos fornos eléctricos, aínda é difícil para os materiais refractarios prolongar a vida útil dos puntos quentes cando funcionan en condicións de fusión de fornos UHP. Polo tanto, desenvolveuse e aplicouse a tecnoloxía de refrixeración por auga. Para os fornos eléctricos que usan a fusión por EBT, a área de refrixeración por auga alcanza o 70 %, o que reduce considerablemente o uso de materiais refractarios. A tecnoloxía moderna de refrixeración por auga require ladrillos de MgO-C con boa condutividade térmica. Para construír as paredes laterais do forno eléctrico utilízanse asfalto, ladrillos de magnesia aglutinados con resina e ladrillos de MgO-C (contido de carbono do 5 % ao 25 %). En condicións de oxidación severas, engádense antioxidantes.
Para as zonas quentes máis gravemente danadas por reaccións redox, utilízanse ladrillos de MgO-C con magnesita fundida cristalina grande como materia prima, un contido de carbono superior ao 20 % e unha matriz completa de carbono.
O desenvolvemento máis recente dos ladrillos de MgO-C para fornos eléctricos UHP consiste en usar a cocción a alta temperatura e logo a impregnación con asfalto para producir os chamados ladrillos de MgO-C impregnados con asfalto cocido. Como se pode ver na Táboa 2, en comparación cos ladrillos non impregnados, o contido de carbono residual dos ladrillos de MgO-C cocidos despois da impregnación e recarbonización do asfalto aumenta aproximadamente un 1 %, a porosidade diminúe un 1 % e a resistencia á flexión a alta temperatura e a resistencia á presión son. A resistencia mellorou significativamente, polo que ten unha alta durabilidade.
Materiais refractarios de magnesio para paredes laterais de fornos eléctricos
Os revestimentos de fornos eléctricos divídense en alcalinos e ácidos. Os primeiros empregan materiais refractarios alcalinos (como magnesia e materiais refractarios MgO-CaO) como revestimento do forno, mentres que os segundos empregan ladrillos de sílice, area de cuarzo, barro branco, etc. para construír o revestimento do forno.
Nota: Para os materiais de revestimento dos fornos, os fornos eléctricos alcalinos usan materiais refractarios alcalinos e os fornos eléctricos ácidos usan materiais refractarios ácidos.
Data de publicación: 12 de outubro de 2023
