Como equipo central en la fabricación de acero, la calidad de la construcción del revestimiento del convertidor determina directamente su vida útil y su eficiencia de producción. Esta solución, basada en la experiencia nacional e internacional avanzada, construye una solución sistemática desde tres perspectivas: selección de materiales, optimización de procesos y control de calidad. Centrándose en abordar las diferentes condiciones de trabajo en diferentes ubicaciones, propone un sistema técnico integral que abarca la selección de materiales de zonificación, una construcción precisa y un mantenimiento dinámico.
01 Sistema de materiales y compatibilidad de rendimiento
(I) Selección del material de la capa de trabajo
Ladrillo refractario de magnesia y carbonosistema
Área de la línea de escoria: Se utilizan ladrillos de magnesia-carbono MT18A (MgO mayor o igual al 88%, C mayor o igual al 14%). Su índice de resistencia a la erosión de la escoria es un 35% mayor que el de los ladrillos de magnesia-carbono ordinarios, lo que los hace adecuados para áreas con tasas de erosión de la escoria superiores a 2 mm/ciclo.
Lado de carga: Se utilizan ladrillos de carbono de magnesia antioxidantes con un 0,5 % de polvo de aluminio metálico. Después de una prueba de choque térmico de 1600 grados × 3 h, la tasa de retención de resistencia residual alcanza el 82%. El orificio del grifo está equipado con ladrillos de carcasa de magnesio-carbono fundidos integralmente, con una tolerancia de diámetro interior controlada dentro de ±0,5 mm. Se utiliza material de apisonamiento con alto contenido de alúmina para garantizar un funcionamiento sin fugas durante 2000 ciclos térmicos.
Aplicación de material amorfo
El área anular de la tapa del horno utiliza material moldeable autofluido de Al₂O₃-MgO, con una fluidez de construcción mayor o igual a 220 mm y una densidad aparente de 2,95 g/cm³ después de secar a 110 grados durante 24 horas.
Los ladrillos permeables están rodeados por un material anti-filtraciones de corindón-de secado rápido, con una profundidad de penetración inferior o igual a 1 mm/24 horas, bloqueando eficazmente la ruta de permeación del acero fundido.
(II) Optimización del material de la capa permanente
Los ladrillos de magnesia cocidos utilizan agregado de magnesia fundido (MgO mayor o igual al 97%), con una porosidad aparente menor o igual al 16% y una tasa de cambio lineal de solo -0,12% después de la cocción a 1550 grados durante 3 horas.
Se instala una junta de expansión de papel de fibra cerámica Helu de 5 mm- de espesor entre la capa permanente y la capa de trabajo, con un coeficiente de compensación de 0,8%/1000 grados para evitar la concentración de tensión térmica.
02 Proceso Constructivo Estandarizado
(I) Preparación de la construcción
Control ambiental
A temperature and humidity monitoring system is installed in the masonry area. Construction can only begin when the ambient temperature is >5 grados y la humedad relativa es<70%. Refractory bricks must be preheated at 200°C for 24 hours, with a moisture content of ≤0.3%.
Calibración de equipos
Se utiliza un telémetro láser para localizar el centro del horno, con una precisión inferior o igual a ±1 mm. La amplitud de vibración de la varilla vibratoria se controla a 0,5 ± 0,05 mm, con una frecuencia de 12.000 veces/min, para garantizar una densidad del material de apisonamiento mayor o igual a 2,8 g/cm³.
(II) Tecnología de mampostería seccional
Construcción del fondo del horno
La capa permanente se coloca utilizando el método de "corte transversal", con las capas superior e inferior de ladrillos de magnesia escalonadas a 90 grados y el espesor de la junta de mortero es menor o igual a 1 mm.
Se utiliza un sistema de alineación láser durante la instalación de ladrillos-permeables al aire, logrando una precisión de posicionamiento de ±0,2 mm. Se utiliza material de sellado de carburo de silicio alrededor del tubo de escape. Construcción del eje del horno
La capa de trabajo utiliza el "método ascendente en espiral", con cada anillo de ladrillos de puerta desplazado en más o igual a 3 piezas. Las juntas de expansión están dispuestas en un patrón de "tres horizontales, cuatro verticales", con una separación controlada de 1,2 a 1,5 m.
Se utiliza tecnología de anclaje pretensado en el muñón, con ranuras en cola de milano cortadas en la superficie de los ladrillos refractarios y anclajes de acero inoxidable 310S de 8 mm de diámetro insertados.
Construcción de tapa de horno
Se utiliza encofrado curvo ajustable para garantizar que el error de redondez de la parte cónica sea menor o igual a 3 mm/m.
Los ladrillos prensados de boca de horno son de material vibratorio seco de magnesia, apisonado en tres capas, con un coeficiente de compactación mayor o igual a 0,95 para cada capa.
(III) Control de nodos clave
Tratamiento de la zona de transición
Se utilizan ladrillos personalizados con formas-especiales para la transición del arco entre el baño de fusión y el fondo del horno, con una desviación del radio de curvatura menor o igual a ±2 mm.
Se aplica un aglutinante de fosfato de 2 mm de espesor entre la capa permanente y la capa de trabajo para formar una capa de unión de transición. Optimización de la curva del horno
Se utiliza un método de calentamiento de tres-etapas:
Sección de baja-temperatura (temperatura ambiente - 300 grados): velocidad de calentamiento menor o igual a 15 grados/h, manténgala constante durante 8 horas para eliminar el agua libre;
Sección de temperatura media-(300-800 grados): velocidad de calentamiento inferior o igual a 25 grados/h, manténgala constante durante 12 horas para descomponer el agua cristalina;
Sección de alta-temperatura (800-1200 grados): velocidad de calentamiento menor o igual a 35 grados/h, manténgala constante durante 24 horas para lograr la sinterización y la densificación.
03 Sistema de Control de Calidad
(I) Monitoreo de Procesos
Inspección por imágenes térmicas infrarrojas
Se realizan escaneos de temperatura de la superficie después de completar cada capa de mampostería. Las áreas con una diferencia de temperatura superior a 15 grados requieren un retrabajo parcial.
La temperatura de la carcasa del horno se monitorea en tiempo real durante el proceso de horneado y el sistema de enfriamiento de emergencia se activa cuando un punto caliente local supera los 250 grados.
Pruebas ultrasónicas
Se realizan inspecciones puntuales en áreas clave (ladrillos refractarios de ventilación y grifos). Los defectos con un diámetro equivalente superior a φ3 mm se consideran no calificados. (II) Criterios de Aceptación
Precisión dimensional
Desviación de verticalidad del cuerpo del horno menor o igual a 5 mm/m, desviación de altura total menor o igual a 15 mm.
Desviación del ancho de la junta de expansión menor o igual a ±1 mm, desviación de rectitud menor o igual a 2 mm/m.
Especificaciones físicas y químicas
Porosidad aparente de la capa de trabajo Menor o igual al 18%, resistencia a la compresión Mayor o igual a 80MPa (1400 grados x 3h).
Refractariedad de la capa permanente bajo carga mayor o igual a 1650 grados (0,2 MPa).
04 Aplicaciones de tecnología innovadora
Piezas prefabricadas impresas en 3D
Para estructuras complejas (como la base de ladrillos respirables), se utilizan piezas impresas de Al₂O₃-ZrO₂-C, lo que logra una precisión dimensional de ±0,1 mm y mejora la eficiencia de la instalación en un 40 %.
Sistema inteligente de control de temperatura
Los sensores de fibra óptica integrados monitorean los gradientes de temperatura en tiempo real y ajustan automáticamente la potencia de calefacción cuando ΔT > 50 grados/h. Tecnología de nano-modificación
Agregar 0,3 % de nano-SiO₂ al moldeable aumenta el parámetro de choque térmico (TSP) de 250 a 400 veces (agua-enfriada a 1100 grados).
05 Solución de secado del convertidor
Después de colocar leña y coque en el convertidor, caliéntalo durante 5 a 8 horas. Cuando la temperatura alcanza los 1200-1300 grados, se puede agregar hierro fundido para una combustión de prueba. La primera hornada de acero debe llenarse enteramente con hierro fundido; no se permite chatarra.
06 Optimización del horno
Con base en la simulación CFD, se ajustó la distribución del espesor del revestimiento, aumentando el espesor de la línea de escoria en un 15% y reduciendo el área del muñón en un 10% en comparación con el diseño convencional.
A través de la innovación colaborativa en materiales, procesos y mantenimiento, la vida útil del revestimiento del convertidor se ha extendido a más de 8000 calores, el consumo de refractario se ha reducido a 0,8 kg/tonelada de acero y los costos generales de mantenimiento se han reducido en un 35 %. En aplicaciones reales, es necesario realizar ajustes dinámicos en función de parámetros específicos del horno. Se recomienda realizar inspecciones de escaneo láser cada 50 hornos y establecer un modelo de gemelo digital tridimensional-para guiar el mantenimiento preciso.
