Essendo un'attrezzatura fondamentale nella produzione dell'acciaio, la qualità della costruzione del rivestimento del convertitore ne determina direttamente la durata e l'efficienza produttiva. Questa soluzione, attingendo all'esperienza nazionale e internazionale avanzata, costruisce una soluzione sistematica da tre prospettive: selezione dei materiali, ottimizzazione del processo e controllo di qualità. Concentrandosi sulla gestione delle diverse condizioni di lavoro in diversi luoghi, propone un sistema tecnico completo che comprende la selezione dei materiali per la zonizzazione, la costruzione precisa e la manutenzione dinamica.
01 Sistema di materiali e compatibilità delle prestazioni
(I) Selezione del materiale dello strato di lavoro
Mattone refrattario alla magnesia carbonios Sistema
Area della linea di scorie: vengono utilizzati mattoni di carbonio di magnesia MT18A (MgO maggiore o uguale all'88%, C maggiore o uguale al 14%). Il loro indice di resistenza all'erosione delle scorie è superiore del 35% rispetto a quello dei normali mattoni in carbonio di magnesia, rendendoli adatti ad aree con tassi di erosione delle scorie superiori a 2 mm/ciclo.
Lato di ricarica: vengono utilizzati mattoncini di carbonio di magnesia anti-ossidante con polvere di alluminio metallico allo 0,5%. Dopo un test di shock termico di 1600 gradi x 3 ore, il tasso di ritenzione della resistenza residua raggiunge l'82%. Il foro di colata è dotato di mattoni con rivestimento in magnesio-carbonio fuso integralmente, con una tolleranza del diametro interno controllata entro ±0,5 mm. Viene utilizzato materiale di pigiatura ad alto-allumina per garantire un funzionamento-senza perdite per oltre 2.000 cicli termici.
Applicazione di materiali amorfi
L'area anulare della copertura del forno utilizza materiale colabile autofluente Al₂O₃-MgO-, con una fluidità di costruzione maggiore o uguale a 220 mm e una densità apparente di 2,95 g/cm³ dopo l'essiccazione a 110 gradi per 24 ore.
I mattoni permeabili sono circondati da un materiale anti-infiltrazione di corindone-a rapida asciugatura-, con una profondità di penetrazione inferiore o uguale a 1 mm/24 ore, bloccando efficacemente il percorso di permeazione dell'acciaio fuso.
(II) Ottimizzazione del materiale dello strato permanente
I mattoni di magnesia cotti utilizzano aggregato di magnesia fuso (MgO maggiore o uguale al 97%), con una porosità apparente inferiore o uguale al 16% e un tasso di cambiamento lineare di solo -0,12% dopo la cottura a 1550 gradi per 3 ore.
Un giunto di dilatazione in carta in fibra ceramica Helu spesso 5 mm- è installato tra lo strato permanente e lo strato di lavoro, con un coefficiente di compensazione dello 0,8%/1000 gradi per prevenire la concentrazione dello stress termico.
02 Processo di costruzione standardizzato
(I) Preparazione della costruzione
Controllo ambientale
A temperature and humidity monitoring system is installed in the masonry area. Construction can only begin when the ambient temperature is >5 gradi e l'umidità relativa è<70%. Refractory bricks must be preheated at 200°C for 24 hours, with a moisture content of ≤0.3%.
Calibrazione dell'attrezzatura
Per individuare il centro del forno viene utilizzato un telemetro laser, con una precisione inferiore o uguale a ±1 mm. L'ampiezza della vibrazione dell'asta vibrante è controllata a 0,5±0,05 mm, con una frequenza di 12.000 volte/min, per garantire una densità del materiale di pigiatura maggiore o uguale a 2,8 g/cm³.
(II) Tecnologia della muratura sezionale
Costruzione del fondo del forno
Lo strato permanente viene posato utilizzando il metodo del "taglio incrociato-", con gli strati superiore e inferiore di mattoni di magnesia sfalsati a 90 gradi e lo spessore del giunto di malta inferiore o uguale a 1 mm.
Durante l'installazione dei mattoni permeabili all'aria-viene utilizzato un sistema di allineamento laser, ottenendo una precisione di posizionamento di ±0,2 mm. Intorno al tubo di scappamento viene utilizzato materiale sigillante in carburo di silicio. Costruzione del vano del forno
Lo strato di lavoro utilizza il "metodo ascendente a spirale", con ogni anello di mattoni della porta sfasato di maggiore o uguale a 3 pezzi. I giunti di dilatazione sono disposti secondo uno schema "tre orizzontali, quattro verticali", con una spaziatura controllata a 1,2-1,5 m.
Sul perno viene utilizzata la tecnologia di ancoraggio precompresso, con scanalature a coda di rondine ricavate sulla superficie dei mattoni refrattari e tasselli in acciaio inossidabile 310S da 8 mm di diametro inseriti.
Costruzione del coperchio del forno
La cassaforma curva regolabile viene utilizzata per garantire che l'errore di rotondità della porzione rastremata sia inferiore o uguale a 3 mm/m.
I mattoni della pressa a bocca del forno sono materiale vibrante secco di magnesia, speronato in tre strati, con un coefficiente di compattazione maggiore o uguale a 0,95 per ciascuno strato.
(III) Controllo dei nodi chiave
Trattamento della zona di transizione
Per la transizione dell'arco tra il bagno di fusione e il fondo del forno vengono utilizzati mattoni dalla forma speciale-personalizzata, con una deviazione del raggio di curvatura inferiore o uguale a ±2 mm.
Un legante fosfatico spesso 2 mm viene applicato tra lo strato permanente e lo strato di lavoro per formare uno strato adesivo di transizione. Ottimizzazione della curva del forno
Viene utilizzato un metodo di riscaldamento a tre-fasi:
Sezione a bassa-temperatura (temperatura ambiente - 300 gradi): velocità di riscaldamento inferiore o uguale a 15 gradi/h, mantenere costante per 8 ore per rimuovere l'acqua libera;
Sezione a temperatura media- (300-800 gradi): velocità di riscaldamento inferiore o uguale a 25 gradi/h, mantenere costante per 12 ore per decomporre l'acqua cristallina;
Sezione ad alta-temperatura (800-1200 gradi): velocità di riscaldamento inferiore o uguale a 35 gradi/ora, mantenere costante per 24 ore per ottenere la sinterizzazione e la densificazione.
03 Sistema di controllo qualità
(I) Monitoraggio del processo
Ispezione con immagini termiche a infrarossi
Le scansioni della temperatura superficiale vengono condotte dopo il completamento di ogni strato di muratura. Le aree con una differenza di temperatura superiore a 15 gradi richiedono una rilavorazione parziale.
La temperatura dell'involucro del forno viene monitorata in tempo reale durante il processo di cottura e il sistema di raffreddamento di emergenza viene attivato quando un punto caldo locale supera i 250 gradi.
Test ad ultrasuoni
Vengono condotti controlli a campione sulle aree chiave (mattoni refrattari di ventilazione e fori di rubinetto). Difetti con diametro equivalente maggiore di φ3 mm sono considerati non qualificati. (II) Criteri di accettazione
Precisione dimensionale
Deviazione della verticalità del corpo del forno Inferiore o uguale a 5 mm/m, deviazione dell'altezza totale Inferiore o uguale a 15 mm.
Deviazione della larghezza del giunto di dilatazione Inferiore o uguale a ±1 mm, deviazione della rettilineità Inferiore o uguale a 2 mm/m.
Specifiche fisiche e chimiche
Porosità apparente dello strato di lavoro Inferiore o uguale al 18%, resistenza alla compressione Maggiore o uguale a 80 MPa (1400 gradi x 3 ore).
Refrattarietà dello strato permanente sotto carico Maggiore o uguale a 1650 gradi (0,2 MPa).
04 Applicazioni tecnologiche innovative
Parti prefabbricate stampate in 3D
Per strutture complesse (come la base di mattoni traspiranti), vengono utilizzate parti stampate in Al₂O₃-ZrO₂-C, ottenendo una precisione dimensionale di ±0,1 mm e migliorando l'efficienza di installazione del 40%.
Sistema di controllo intelligente della temperatura
I sensori in fibra ottica integrati monitorano i gradienti di temperatura in tempo reale e regolano automaticamente la potenza di riscaldamento quando ΔT > 50 gradi /h. Tecnologia di nano-modifica
L'aggiunta dello 0,3% di nano-SiO₂ al materiale colabile aumenta il parametro di shock termico (TSP) da 250 a 400 volte (acqua-raffreddata a 1100 gradi).
05 Soluzione di essiccazione del convertitore
Dopo aver inserito la legna da ardere e il coke nel convertitore, riscaldarlo per 5-8 ore. Quando la temperatura raggiunge i 1200-1300 gradi, è possibile aggiungere ferro fuso per una bruciatura di prova. La prima colata d'acciaio deve essere riempita interamente di ferro fuso; non è consentito alcuno scarto.
06 Ottimizzazione del forno
Sulla base della simulazione CFD, la distribuzione dello spessore del rivestimento è stata modificata, aumentando lo spessore della linea di scoria del 15% e riducendo l'area del perno del 10% rispetto al progetto convenzionale.
Attraverso l’innovazione collaborativa nei materiali, nei processi e nella manutenzione, la durata del rivestimento del convertitore è stata estesa a oltre 8.000 colate, il consumo di refrattario è stato ridotto a 0,8 kg/tonnellata di acciaio e i costi complessivi di manutenzione sono stati ridotti del 35%. Nelle applicazioni reali, è necessario effettuare regolazioni dinamiche in base ai parametri specifici del forno. Si consiglia di condurre ispezioni con scansione laser ogni 50 forni e di stabilire un modello di gemello digitale tridimensionale per guidare una manutenzione precisa.
