Materiales refractarios para cucharas de acero: adaptación a las demandas de la siderurgia moderna

El impacto de los cambios funcionales de las cucharas de acero en los materiales refractarios

A medida que las cucharas de acero han evolucionado de simples contenedores a equipos clave para la refinación secundaria, las condiciones de operación de los materiales refractarios han cambiado significativamente:

Temperaturas más altas: La temperatura del acero fundido en las cucharas de refinación puede ser entre 50 y 100 °C superior a la de las cucharas convencionales, lo que acelera la erosión de los materiales refractarios.

Mayor circulación del acero: Técnicas como el soplado con argón y la agitación electromagnética intensifican el movimiento del acero fundido, lo que aumenta el desgaste de los materiales refractarios.

Escoria más agresiva: La escoria de alta alcalinidad procedente de las operaciones de desulfuración profunda y eliminación de fósforo en la refinación secundaria es más erosiva.

Tiempo de retención prolongado: Los tiempos de retención más prolongados del acero fundido reducen la vida útil de los materiales refractarios.

Condiciones de vacío: Las operaciones de vacío a alta temperatura aumentan la velocidad de evaporación de los materiales refractarios y reducen su resistencia a la erosión.

Requisitos para Materiales Refractarios en Cucharas de Acero

Para satisfacer las demandas del refinado secundario, los materiales refractarios deben:

Soportar Altas Temperaturas: Sin fundirse ni ablandarse bajo exposición prolongada al acero fundido.

Resistir el Choque Térmico: Evitar el agrietamiento o desconchado con cambios repetidos de temperatura.

Resistir la Erosión de la Escoria: Soportar los efectos corrosivos de la escoria de alta alcalinidad.

Mantener la Resistencia Mecánica: Soportar la agitación y el desgaste del acero fundido.

Expandir Adecuadamente: Formar un revestimiento cohesivo en condiciones de alta temperatura.

Condiciones para el Revestimiento de Trabajo de Cucharas de Acero

El revestimiento de trabajo, que entra en contacto directo con el acero fundido y la escoria, debe:

Ser Fácil de Instalar: Reducir la intensidad de la mano de obra y aumentar la productividad, con buena adaptabilidad al horneado para reducir el consumo de energía y prolongar la vida útil.

Poseer Propiedades a Alta Temperatura: Tener alta refractariedad, resistencia y estabilidad química para evitar la contaminación del acero fundido.

Resistente a la erosión y la penetración: Minimiza el desgaste causado por la escoria y el acero fundido para reducir el consumo y la contaminación.

Mantiene la resistencia al choque térmico: Previene el desconchado al entrar en contacto con el acero fundido.

Aislamiento: Reduce la pérdida de calor y mantiene estables las temperaturas del acero fundido.

Fácil de retirar: Se separa fácilmente del revestimiento permanente después de su uso para minimizar los daños y prolongar la vida útil de la cuchara.

Hornos de cemento, ladrillos refractarios

Causas del deterioro del material refractario

El proceso típico de rotación de cucharas de acero incluye la fabricación de acero, el refinado, la colada continua y la preparación. Las causas del deterioro incluyen:

Erosión por acero fundido y escoria: Grave en la línea de escoria debido a las altas temperaturas.

Daños causados por los procesos de refinado: Como el tratamiento con LF, que causa un desgaste severo en los ladrillos no cocidos.

Choque térmico durante el vertido: Agrietamiento y desconchado debido a los cambios de temperatura.

Socavación mecánica: Desgaste intenso en el fondo de la cuchara durante la carga de acero.

Reducción del Descascarillado Estructural en Materiales Refractarios

Para reducir el descascarillado:

Mejorar la Resistencia a la Escoria: Mejorar la capacidad de soportar la penetración de escoria

Reducir la Porosidad: Reducir los canales de penetración de escoria.

Formar Capas Protectoras: Crear compuestos de alto punto de fusión para bloquear la escoria.

Aumentar la Viscosidad de la Escoria: Reducir la erosividad de la escoria.

Funciones Principales de los Ladrillos Permeables para Cuchara de Acero

Los ladrillos permeables en la refinación secundaria sirven para:

Regular la Temperatura: Asegurar una temperatura uniforme del acero fundido.

Distribuir Aleaciones y Desoxidantes: Promover una distribución uniforme en la cuchara.

Eliminar Inclusiones: Transportar inclusiones no metálicas a la escoria para purificar el acero fundido.

Propiedades Requeridas de los Ladrillos Permeables

Para cumplir estas funciones, los ladrillos permeables deben tener:

Buena Permeabilidad: Para un soplado de gas y una agitación del acero eficaces.

Resistencia a la erosión a altas temperaturas: Soporta escoria de alta alcalinidad a temperaturas elevadas.

Resistencia al desgaste a altas temperaturas: Soporta la erosión mecánica durante el soplado con argón y la limpieza.

Resistencia al choque térmico: Soporta cambios bruscos de temperatura durante el funcionamiento de la cuchara.

Fácil instalación: Garantiza una colocación segura y fiable en la cuchara.