Como equipamento central na siderurgia, a qualidade da construção do revestimento do conversor determina diretamente sua vida útil e eficiência de produção. Esta solução, baseada na avançada experiência nacional e internacional, constrói uma solução sistemática a partir de três perspectivas: seleção de materiais, otimização de processos e controle de qualidade. Concentrando-se em abordar as diversas condições de trabalho em diferentes locais, propõe um sistema técnico abrangente que abrange a seleção de materiais de zoneamento, construção precisa e manutenção dinâmica.
01 Sistema de Materiais e Compatibilidade de Desempenho
(I) Seleção de Material da Camada de Trabalho
Tijolo refratário de carbono de magnésiaSistema
Área da linha de escória: São usados tijolos de carbono de magnésia MT18A (MgO maior ou igual a 88%, C maior ou igual a 14%). Seu índice de resistência à erosão de escória é 35% superior ao dos tijolos de carbono de magnésia comuns, tornando-os adequados para áreas com taxas de erosão de escória superiores a 2 mm/ciclo.
Lado de carregamento: são usados tijolos de carbono de magnésia anti-oxidação com 0,5% de pó de alumínio metálico. Após um teste de choque térmico de 1600 graus × 3h, a taxa de retenção de resistência residual atinge 82%. A torneira é equipada com tijolos de revestimento de magnésio{7}}carbono fundidos integralmente, com uma tolerância de diâmetro interno controlada dentro de ±0,5 mm. Material de compactação com alto-alumina é usado para garantir uma operação-livre de vazamentos em mais de 2.000 ciclos térmicos.
Aplicação de Material Amorfo
A área anular da tampa do forno utiliza material moldável autofluxo Al₂O₃-MgO-, com fluidez de construção maior ou igual a 220mm e densidade aparente de 2,95g/cm³ após secagem a 110 graus por 24 horas.
Os tijolos permeáveis são cercados por um material anti-infiltração de corindo de-secagem rápida-, com profundidade de penetração menor ou igual a 1 mm/24 horas, bloqueando efetivamente o caminho de permeação do aço fundido.
(II) Otimização de Material de Camada Permanente
Os tijolos de magnésia queimados utilizam agregado de magnésia fundida (MgO maior ou igual a 97%), com uma porosidade aparente menor ou igual a 16% e uma taxa de mudança linear de apenas -0,12% após queima a 1550 graus por 3 horas.
Uma junta de expansão de papel de fibra cerâmica Helu com 5 mm de espessura é instalada entre a camada permanente e a camada de trabalho, com um coeficiente de compensação de 0,8%/1000 graus para evitar a concentração de tensão térmica.
02 Processo de Construção Padronizado
(I) Preparação de Construção
Controle ambiental
A temperature and humidity monitoring system is installed in the masonry area. Construction can only begin when the ambient temperature is >5 graus e a umidade relativa é<70%. Refractory bricks must be preheated at 200°C for 24 hours, with a moisture content of ≤0.3%.
Calibração de Equipamentos
Um telêmetro a laser é usado para localizar o centro do forno, com uma precisão menor ou igual a ± 1 mm. A amplitude de vibração da haste vibratória é controlada em 0,5±0,05mm, com frequência de 12.000 vezes/min, para garantir uma densidade do material de compactação maior ou igual a 2,8g/cm³.
(II) Tecnologia de Alvenaria Seccional
Construção do fundo do forno
A camada permanente é colocada pelo método de "corte-cruzado", com as camadas superior e inferior de tijolos de magnésia escalonadas em 90 graus e a espessura da junta de argamassa menor ou igual a 1 mm.
Um sistema de alinhamento a laser é usado durante a instalação de tijolos{0}permeáveis ao ar, alcançando uma precisão de posicionamento de ±0,2 mm. Material de vedação de carboneto de silício é usado ao redor do tubo traseiro. Construção do eixo do forno
A camada de trabalho utiliza o "método ascendente em espiral", com cada anel de tijolos da porta compensado em maior ou igual a 3 peças. As juntas de dilatação são dispostas num padrão “três horizontais, quatro verticais”, com espaçamento controlado entre 1,2-1,5m.
A tecnologia de ancoragem protendida é usada no munhão, com ranhuras em cauda de andorinha cortadas na superfície dos tijolos refratários e âncoras de aço inoxidável 310S de 8 mm de diâmetro inseridas.
Construção da tampa do forno
A fôrma curva ajustável é usada para garantir que o erro de circularidade da porção cônica seja menor ou igual a 3 mm/m.
Os tijolos prensados na boca do forno são de material vibratório seco de magnésia, compactados em três camadas, com coeficiente de compactação maior ou igual a 0,95 para cada camada.
(III) Controle do Nó Chave
Tratamento de Zona de Transição
Tijolos com formato- especial personalizado são usados para a transição do arco entre a poça de fusão e o fundo do forno, com um desvio do raio de curvatura menor ou igual a ±2 mm.
Um aglutinante de fosfato com 2 mm de espessura é aplicado entre a camada permanente e a camada de trabalho para formar uma camada de ligação de transição. Otimização da Curva do Forno
Um método de aquecimento-de três estágios é usado:
Seção de baixa-temperatura (temperatura ambiente - 300 graus): taxa de aquecimento menor ou igual a 15 graus /h, mantenha constante por 8 horas para remover a água livre;
Seção de-temperatura média (300-800 graus): taxa de aquecimento menor ou igual a 25 graus /h, mantida constante por 12 horas para decompor a água cristalina;
Seção de alta-temperatura (800-1200 graus): taxa de aquecimento menor ou igual a 35 graus/h, mantida constante por 24 horas para obter sinterização e densificação.
03 Sistema de Controle de Qualidade
(I) Monitoramento de Processo
Inspeção de imagens térmicas infravermelhas
As varreduras de temperatura da superfície são realizadas após a conclusão de cada camada de alvenaria. Áreas com diferença de temperatura superior a 15 graus necessitam de retrabalho parcial.
A temperatura da carcaça do forno é monitorada em tempo real durante o processo de cozimento, e o sistema de resfriamento de emergência é ativado quando um ponto quente local excede 250 graus.
Teste ultrassônico
Verificações pontuais são realizadas em áreas-chave (tijolos refratários de ventilação e furos de torneira). Defeitos com diâmetro equivalente superior a φ3mm são considerados não qualificados. (II) Critérios de Aceitação
Precisão Dimensional
Desvio de verticalidade do corpo do forno Menor ou igual a 5mm/m, desvio de altura total Menor ou igual a 15mm.
Desvio da largura da junta de expansão menor ou igual a ± 1 mm, desvio de retilineidade menor ou igual a 2 mm/m.
Especificações Físicas e Químicas
Porosidade aparente da camada de trabalho Menor ou igual a 18%, resistência à compressão Maior ou igual a 80MPa (1400 graus x 3h).
Refratariedade da camada permanente sob carga Maior ou igual a 1650 graus (0,2 MPa).
04 Aplicações de Tecnologia Inovadora
Peças pré-fabricadas impressas em 3D
Para estruturas complexas (como a base de tijolos respiráveis), são usadas peças impressas em Al₂O₃-ZrO₂-C, alcançando uma precisão dimensional de ±0,1 mm e melhorando a eficiência da instalação em 40%.
Sistema inteligente de controle de temperatura
Sensores de fibra óptica incorporados monitoram gradientes de temperatura em tempo real e ajustam automaticamente a potência de aquecimento quando ΔT > 50 graus/h. Tecnologia de nano-modificação
A adição de 0,3% de nano-SiO₂ ao concreto aumenta o parâmetro de choque térmico (TSP) de 250 a 400 vezes (água-resfriada a 1.100 graus).
05 Solução de secagem do conversor
Depois de colocar lenha e coque no conversor, aqueça-o por 5 a 8 horas. Quando a temperatura atinge 1200-1300 graus, ferro fundido pode ser adicionado para uma queima experimental. O primeiro calor do aço deve ser preenchido inteiramente com ferro fundido; nenhuma sucata é permitida.
06 Otimização do Forno
Com base na simulação CFD, a distribuição da espessura do revestimento foi ajustada, aumentando a espessura da linha de escória em 15% e reduzindo a área do munhão em 10% em comparação ao projeto convencional.
Através da inovação colaborativa em materiais, processos e manutenção, a vida útil do revestimento do conversor foi estendida para mais de 8.000 calores, o consumo de refratários foi reduzido para 0,8 kg/tonelada de aço e os custos gerais de manutenção foram reduzidos em 35%. Em aplicações reais, os ajustes dinâmicos precisam ser feitos com base em parâmetros específicos do forno. Recomenda-se realizar inspeções de varredura a laser a cada 50 fornos e estabelecer um modelo gêmeo digital tridimensional para orientar a manutenção precisa.
