Selezione di Materiali Refrattari per il Tetto di Forni ad Arco Elettrico (EAF)

Esiste una vasta gamma di materiali refrattari adatti per il tetto dei forni ad arco elettrico (EAF). Indipendentemente dal design scelto, i mattoni refrattari devono mostrare un'eccezionale resistenza agli shock termici, alla corrosione da scorie e spruzzi ad alta temperatura, oltre a integrità strutturale. Soprattutto, devono garantire una struttura robusta che rimanga priva di crepe.

Materiali Refrattari per Coperchi EAF

1. Coperchi per Forni in Mattoni Refrattari al Silicio

I coperchi per forni in mattoni refrattari al silicio sono costruiti utilizzando mattoni refrattari al silicio. Questi coperchi sono leggeri ed economici, vantando una buona resistenza strutturale alle alte temperature e resistenza allo scorrimento. Tuttavia, dopo la fusione ad alte temperature, SiO₂ subisce un fenomeno di gocciolamento continuo, portando a una diminuzione della fluidità della scoria e influenzando le operazioni di fusione. Di conseguenza, sono stati successivamente adottati mattoni ad alto contenuto di allumina con proprietà superiori.

2. Coperchi per Forni in Mattoni ad Alto Contenuto di Allumina

I coperchi per forni in mattoni ad alto contenuto di allumina utilizzano mattoni con un contenuto dell'80% di materiale ad alto contenuto di allumina di grado superiore, nonché mattoni refrattari ad alto contenuto di allumina non cotti legati con fosfato, mattoni di mullite cotti o mattoni di mullite non cotti legati con fosfato. Questi materiali condividono una buona resistenza agli shock termici, rendendoli adatti per i coperchi EAF.

3. Coperchi per Forni in Mattoni Refrattari Alcalini

• Coperchi in Mattoni di Magnesio: I mattoni di magnesio stabilizzano la struttura del coperchio del forno, ma devono essere inserite lamiere di ferro durante la muratura per mitigare i problemi. Tuttavia, l'elevato coefficiente di espansione lineare dei mattoni di magnesio ne limita la quantità di utilizzo.
• Altri Mattoni Basici: Questi includono mattoni di magnesio-cromo, dolomite e magnesio-allumina. Mostrano un'eccellente resistenza al fuoco e alla corrosione all'ossido di ferro e alla scoria, ottenendo prestazioni migliori rispetto ai mattoni ad alto contenuto di allumina in condizioni difficili.

4. Coperchi per Forni con Colata Integrale

La colata integrale del coperchio del forno può migliorare significativamente la sua durata. Dopo il raffreddamento ad acqua del coperchio del forno, viene implementato un ulteriore raffreddamento ad acqua attorno agli elettrodi. In termini di materiali, i getti a basso contenuto di cemento ad alto contenuto di allumina combinati con fibre di acciaio inossidabile possono aumentare la durata di 3-4 volte.

Analisi Comparativa

• Mattoni Refrattari Compositi al Silicio: Quando i mattoni refrattari compositi al silicio vengono utilizzati per i coperchi EAF, la muratura è comoda e stretta, garantendo una distribuzione dello stress relativamente uniforme su tutto il coperchio. Tuttavia, la formazione di questi mattoni refrattari può essere impegnativa.
• Mattoni ad Alto Contenuto di Allumina: L'utilizzo di mattoni ad alto contenuto di allumina negli EAF può raggiungere una durata di 150-200 forni.
• Mattoni di Magnesio: Sebbene i mattoni di magnesio superino i mattoni ad alto contenuto di allumina in alcuni aspetti, la loro elevata conducibilità termica è uno svantaggio.
• Getto Refrattario a Basso Contenuto di Cemento: Questi getti offrono una buona integrità e dimostrano un notevole miglioramento negli effetti di utilizzo.

In conclusione, la selezione del materiale refrattario appropriato per un tetto EAF è fondamentale per garantire l'efficienza operativa e la longevità. Ogni materiale ha i suoi vantaggi e limitazioni unici, che richiedono una valutazione attenta in base ai requisiti e alle condizioni operative specifiche. Scegliendo la giusta combinazione di materiali e metodi di costruzione, gli operatori EAF possono ottimizzare le prestazioni e ridurre i costi di manutenzione.

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