No existe un material absolutamente "mejor" para los moldes refractarios de cubiertas de hornos; Sólo la fórmula que mejor se adapta a la temperatura, el ambiente corrosivo y la forma estructural. Si bien las cubiertas de los hornos de carburo de calcio y los hornos de arco eléctrico pueden parecer similares, sus condiciones de funcionamiento difieren significativamente y el enfoque de selección de materiales debe ser escalonado y progresivo.
I. Cubierta del horno de carburo de calcio: sistema de micropolvo con bajo contenido de-cemento-
Aunque la temperatura de fundición de los hornos de carburo de calcio es alta, la erosión del metal fundido es relativamente suave y la frecuencia del impacto del choque térmico es menor que la de los hornos de arco eléctrico. Este entorno es el más adecuado para un proceso compuesto con "bajo-cemento + micro-polvo":
1. El contenido de cemento se reduce a menos del 3 %, se minimiza la incorporación de CaO, el contenido de la fase líquida es bajo a altas temperaturas, la curva de resistencia a temperatura media-a-alta del moldeable es estable y la contracción posterior es mínima;
2. El micro-polvo activo llena los poros capilares, lo que reduce la adición de agua entre un 15% y un 20%, lo que da como resultado un cuerpo refractario denso sin polvo en la superficie después del horneado;
3. La fundición integral crea una carcasa sin costuras para la cubierta del horno, lo que evita que los gases alcalinos se filtren a través de los espacios, lo que extiende la vida útil en aproximadamente un 15 % en comparación con las cubiertas de ladrillo tradicionales.
Con este sistema, no se necesitan fibras de acero adicionales para cumplir con los requisitos del servicio y los costos de materiales y los riesgos de construcción son controlables.
II. Cubierta del horno de arco eléctrico: sistema de bajo -cemento endurecido con fibra de acero
Además de soportar temperaturas superiores a 1600 grados, la cubierta del horno de arco eléctrico también experimenta frecuentes arcos eléctricos provenientes de los orificios de los electrodos, calentamiento y enfriamiento rápidos y salpicaduras de gotas fundidas, lo que hace que las condiciones de operación sean extremadamente duras. Los ladrillos con alto contenido de alúmina-, debido a sus uniones concentradas y a su insuficiente resistencia al choque térmico, son propensos a descascararse en forma de anillo-alrededor de los orificios de los electrodos, lo que provoca el colapso localizado de la cubierta del horno. Usando un compuestocalcinable refractariode "fibra de acero con baja-cemento + calor-fibra resistente" puede abordar específicamente los siguientes problemas:
1. La distribución tridimensional-de las fibras de acero inhibe la propagación de microfisuras, lo que aumenta la tenacidad a la flexión en más del 30 % y mantiene más del 60 % de la resistencia residual después de 30 ciclos de choque térmico;
2. Los puentes de fibra reducen la tensión de contracción instantánea durante el secado y la fundición en el horno, sin grietas visibles-en los bordes de los orificios del electrodo;
3. La oxidación de la fibra durante las etapas de temperatura media- y alta- deja canales microporosos que liberan presión de vapor interna, evitando estallidos;
4. La fundición integral elimina las debilidades en las juntas de los ladrillos, bloqueando las rutas de escape en caso de incendio y extendiendo el ciclo de mantenimiento de la cubierta del horno de 3 a 4 meses a más de 6 meses.
La cantidad de fibra de acero añadida normalmente se controla entre 1,5% y 2,5%. Demasiada fibra puede provocar fácilmente aglomeración, mientras que muy poca provocará un endurecimiento insuficiente. La longitud de la fibra de 20 a 25 mm y el diámetro de 0,3 a 0,5 mm proporcionan una combinación óptima con la fluidez del molde refractario.
III. Lógica de selección de materiales: condiciones de trabajo primero, material segundo
la selección demateriales de la cubierta del hornodebe seguir un enfoque de tres-niveles: temperatura, corrosión y estructura.
1. El nivel de temperatura determina la pureza de la matriz y del sistema de unión. Una temperatura mayor o igual a 1600 grados requiere materiales con bajo-cemento o incluso con un contenido de cemento ultra-bajo-.
2. La frecuencia del choque térmico y la magnitud de las diferencias de temperatura determinan si es necesario endurecer la fibra de acero. La fibra es esencial en entornos con calentamiento y enfriamiento rápidos.
3. Para estructuras complejas y orificios de electrodos densamente poblados, es preferible la fundición integral para simplificar el procesamiento y ensamblaje de ladrillos de formas irregulares y reducir los puntos débiles.
Dentro de este marco, las fibras de acero se pueden omitir de las cubiertas de los hornos de carburo de calcio, utilizando un sistema de micropolvo con bajo contenido de-cemento-para lograr economía y una vida útil suficiente. Sin embargo, las fibras de acero deben introducirse en las cubiertas de los hornos de arco eléctrico, sacrificando dureza por seguridad e integridad para una vida útil más larga.
El valor de los moldeables refractarios para cubiertas de hornos no reside en el nivel de un solo indicador, sino en su capacidad para transformar los gradientes de temperatura, los medios corrosivos y las tensiones mecánicas en micro{0}}daños controlables dentro del material. Siempre que la fórmula y las condiciones de trabajo coincidan con precisión, tanto los sistemas con bajo contenido de cemento como de fibra de acero pueden superar significativamente a las estructuras tradicionales de mampostería de ladrillo, logrando un acoplamiento óptimo de la vida útil del "material-entorno-".
