Os requisitos gerais para materiais refratários para fornos elétricos a arco são:
(1) A refratariedade deve ser alta. A temperatura do arco excede 4000°C e a temperatura de fabricação do aço é de 1500 a 1750°C, às vezes chegando a 2000°C, portanto, os materiais refratários precisam ter alta refratariedade.
(2) A temperatura de amolecimento sob carga deve ser alta. O forno elétrico opera sob condições de carga de alta temperatura, e o corpo do forno precisa suportar a erosão do aço fundido, portanto, o material refratário precisa ter uma alta temperatura de amolecimento sob carga.
(3) A resistência à compressão deve ser alta. O revestimento do forno elétrico é afetado pelo impacto da carga durante o carregamento, pela pressão estática do aço fundido durante a fundição, pela erosão do fluxo de aço durante o vazamento e pela vibração mecânica durante a operação. Portanto, o material refratário deve apresentar alta resistência à compressão.
(4) A condutividade térmica deve ser baixa. Para reduzir a perda de calor do forno elétrico e o consumo de energia, o material refratário deve ter baixa condutividade térmica, ou seja, o coeficiente de condutividade térmica deve ser baixo.
(5) A estabilidade térmica deve ser boa. Dentro de poucos minutos, entre a extração e o carregamento, na siderurgia em forno elétrico, a temperatura cai drasticamente de cerca de 1600 °C para menos de 900 °C, portanto, os materiais refratários precisam ter boa estabilidade térmica.
(6) Alta resistência à corrosão. Durante o processo de fabricação do aço, a escória, o gás de forno e o aço fundido exercem fortes efeitos de erosão química sobre os materiais refratários, portanto, estes devem apresentar boa resistência à corrosão.
Seleção de materiais refratários para paredes laterais
Tijolos de MgO-C são geralmente utilizados na construção das paredes laterais de fornos elétricos sem paredes de resfriamento a água. Os pontos quentes e as linhas de escória apresentam as condições de serviço mais severas. Eles não só são severamente corroídos e erodidos pelo aço fundido e pela escória, como também sofrem forte impacto mecânico com a adição de sucata, como também estão sujeitos à radiação térmica do arco. Portanto, essas peças são construídas com tijolos de MgO-C, que apresentam excelente desempenho.
Para as paredes laterais de fornos elétricos com paredes resfriadas a água, devido ao uso da tecnologia de resfriamento a água, a carga térmica é aumentada e as condições de uso são mais rigorosas. Portanto, devem ser selecionados tijolos de MgO-C com boa resistência à escória, estabilidade ao choque térmico e alta condutividade térmica. Seu teor de carbono é de 10% a 20%.
Materiais refratários para paredes laterais de fornos elétricos de ultra-alta potência
As paredes laterais dos fornos elétricos de ultra-alta potência (fornos UHP) são construídas principalmente com tijolos de MgO-C, e os pontos quentes e as áreas da linha de escória são construídos com tijolos de MgO-C de excelente desempenho (como tijolos de MgO-C de matriz totalmente de carbono). Melhora significativamente sua vida útil.
Embora a carga da parede do forno tenha sido reduzida devido a melhorias nos métodos de operação de fornos elétricos, ainda é difícil para materiais refratários estenderem a vida útil dos pontos quentes quando operando em condições de fundição em fornos UHP. Portanto, a tecnologia de resfriamento a água foi desenvolvida e aplicada. Para fornos elétricos que utilizam vazamento EBT, a área de resfriamento a água chega a 70%, reduzindo significativamente o uso de materiais refratários. A tecnologia moderna de resfriamento a água requer tijolos de MgO-C com boa condutividade térmica. Asfalto, tijolos de magnésia aglomerados com resina e tijolos de MgO-C (teor de carbono de 5% a 25%) são usados para construir as paredes laterais do forno elétrico. Em condições severas de oxidação, antioxidantes são adicionados.
Para as áreas mais severamente danificadas por reações redox, são utilizados tijolos de MgO-C com grande magnesita cristalina fundida como matéria-prima, conteúdo de carbono maior que 20% e matriz de carbono completa para construção.
O desenvolvimento mais recente de tijolos de MgO-C para fornos elétricos UHP consiste na queima em alta temperatura e posterior impregnação com asfalto para produzir os chamados tijolos de MgO-C impregnados com asfalto queimado. Como pode ser observado na Tabela 2, em comparação com tijolos não impregnados, o teor de carbono residual dos tijolos de MgO-C queimados após a impregnação com asfalto e a recarbonização aumenta em cerca de 1%, a porosidade diminui em 1% e a resistência à flexão e à pressão em alta temperatura são significativamente melhoradas, resultando em alta durabilidade.
Materiais refratários de magnésio para paredes laterais de fornos elétricos
Os revestimentos de fornos elétricos são divididos em alcalinos e ácidos. O primeiro utiliza materiais refratários alcalinos (como magnésia e materiais refratários de MgO-CaO) como revestimento do forno, enquanto o segundo utiliza tijolos de sílica, areia de quartzo, lama branca, etc. para construir o revestimento do forno.
Observação: para materiais de revestimento de fornos, fornos elétricos alcalinos usam materiais refratários alcalinos, e fornos elétricos ácidos usam materiais refratários ácidos.
Horário da postagem: 12 de outubro de 2023
