Ca echipament de bază în producția de oțel, calitatea construcției căptușelii convertorului determină în mod direct durata de viață și eficiența producției. Această soluție, bazându-se pe experiența avansată națională și internațională, construiește o soluție sistematică din trei perspective: selecția materialelor, optimizarea proceselor și controlul calității. Concentrându-se pe abordarea diferitelor condiții de lucru din diferite locații, propune un sistem tehnic cuprinzător care cuprinde selecția materialului de zonare, construcție precisă și întreținere dinamică.
01 Sistemul de materiale și compatibilitatea performanței
(I) Selectarea materialului stratului de lucru
Cărămidă refractară de magnezie Carbons Sistem
Suprafața liniei de zgură: se folosesc cărămizi de carbon cu magnezie MT18A (MgO mai mare sau egal cu 88%, C mai mare sau egal cu 14%). Indicele lor de rezistență la eroziunea zgurii este cu 35% mai mare decât cel al cărămizilor obișnuite de magnezie din carbon, făcându-le potrivite pentru zonele cu rate de eroziune a zgurii care depășesc 2 mm/ciclu.
Partea de încărcare: se folosesc cărămizi de carbon magnezie anti-oxidare cu 0,5% pulbere de aluminiu metalic. După un test de șoc termic de 1600 de grade × 3 ore, rata de retenție a rezistenței reziduale ajunge la 82%. Orificiul este echipat cu cărămizi de carcasă din magneziu-carbon turnate integral, cu o toleranță a diametrului interior controlată în ±0,5 mm. Materialul de batere cu conținut ridicat de-alumină este utilizat pentru a asigura o funcționare fără scurgeri-peste 2.000 de cicluri termice.
Aplicarea materialului amorf
Zona inelară a capacului cuptorului utilizează material turnabil Al₂O₃-MgO-autocurgător, cu o fluiditate a construcției mai mare sau egală cu 220 mm și o densitate în vrac de 2,95 g/cm³ după uscare la 110 grade timp de 24 de ore.
Cărămizile permeabile sunt înconjurate de un material corindon cu uscare rapidă-anti-infiltrații, cu o adâncime de penetrare mai mică sau egală cu 1 mm/24 de ore, blocând efectiv calea de penetrare a oțelului topit.
(II) Optimizarea materialului în strat permanent
Cărămizile de magnezie arse utilizează agregat de magnezie topită (MgO mai mare sau egal cu 97%), cu o porozitate aparentă mai mică sau egală cu 16% și o rată de schimbare liniară de numai -0,12% după arderea la 1550 de grade timp de 3 ore.
Între stratul permanent și stratul de lucru este instalat un rost de dilatare de hârtie din fibră ceramică Helu de 5 mm-grosime, cu un coeficient de compensare de 0,8%/1000 de grade pentru a preveni concentrarea stresului termic.
02 Proces de construcție standardizat
(I) Pregătirea construcției
Controlul mediului
A temperature and humidity monitoring system is installed in the masonry area. Construction can only begin when the ambient temperature is >5 grade și umiditatea relativă este<70%. Refractory bricks must be preheated at 200°C for 24 hours, with a moisture content of ≤0.3%.
Calibrarea echipamentelor
Un telemetru laser este utilizat pentru a localiza centrul cuptorului, cu o precizie mai mică sau egală cu ±1 mm. Amplitudinea de vibrație a tijei vibrante este controlată la 0,5±0,05 mm, cu o frecvență de 12.000 ori/min, pentru a asigura o densitate a materialului de batere mai mare sau egală cu 2,8 g/cm³.
(II) Tehnologia Zidăriei Secționale
Construcția inferioară a cuptorului
Stratul permanent este așezat folosind metoda „-cruce”, cu straturile superioare și inferioare de cărămizi de magnezie eșalonate la 90 de grade, iar grosimea rostului de mortar mai mică sau egală cu 1 mm.
Un sistem de aliniere cu laser este utilizat în timpul instalării cărămizilor-permeabile la aer, obținând o precizie de poziționare de ±0,2 mm. Materialul de etanșare din carbură de siliciu este utilizat în jurul țevii de evacuare. Construcția puțului cuptorului
Stratul de lucru utilizează „metoda spirală ascendentă”, cu fiecare inel de cărămizi de ușă compensat cu Mai mult sau egal cu 3 bucăți. Rosturile de dilatație sunt dispuse într-un model „trei orizontale, patru verticale”, cu distanța controlată la 1,2-1,5 m.
Tehnologia de ancorare precomprimată este utilizată la trunion, cu șanțuri în coadă de rândunică tăiate în suprafața cărămizilor refractare și ancore din oțel inoxidabil 310S cu diametrul de 8 mm introduse.
Construcție capac cuptor
Cofrajul curbat reglabil este utilizat pentru a se asigura că eroarea de rotunjime a porțiunii conice este mai mică sau egală cu 3 mm/m.
Cărămizile de presare a gurii cuptorului sunt materiale vibratoare uscate de magnezie, împodobite în trei straturi, cu un coeficient de compactare mai mare sau egal cu 0,95 pentru fiecare strat.
(III) Controlul nodului cheie
Tratamentul zonei de tranziție
Cărămizile cu formă specială-personalizate sunt utilizate pentru tranziția arcului dintre bazinul de topire și fundul cuptorului, cu o abatere a razei de curbură mai mică sau egală cu ±2 mm.
Un liant de fosfat de 2 mm grosime este aplicat între stratul permanent și stratul de lucru pentru a forma un strat de lipire de tranziție. Optimizarea curbei cuptorului
Se utilizează o metodă de încălzire în trei-etape:
Secțiune de temperatură -scăzută (temperatura camerei - 300 grade ): viteza de încălzire mai mică sau egală cu 15 grade/h, mențineți constant timp de 8 ore pentru a elimina apa liberă;
Secțiune de temperatură medie-(300-800 de grade): viteza de încălzire mai mică sau egală cu 25 de grade/h, mențineți constant timp de 12 ore pentru a descompune apa cristalină;
Secțiune de temperatură-înaltă (800-1200 de grade): viteza de încălzire mai mică sau egală cu 35 de grade/h, mențineți constant timp de 24 de ore pentru a obține sinterizarea și densificarea.
03 Sistemul de control al calității
(I) Monitorizarea procesului
Inspecție cu imagini termice în infraroșu
Scanările temperaturii suprafeței sunt efectuate după ce fiecare strat de zidărie este finalizat. Zonele cu o diferență de temperatură mai mare de 15 grade necesită reluare parțială.
Temperatura învelișului cuptorului este monitorizată în timp real în timpul procesului de coacere, iar sistemul de răcire de urgență este activat atunci când un punct fierbinte local depășește 250 de grade.
Testare cu ultrasunete
Verificările la fața locului sunt efectuate pe zone cheie (cărămizi refractare de ventilație și găuri). Defectele cu un diametru echivalent mai mare de φ3mm sunt considerate necalificate. (II) Criterii de acceptare
Precizie dimensională
Abaterea verticalității corpului cuptorului Mai mică sau egală cu 5 mm/m, abaterea totală a înălțimii Mai mică sau egală cu 15 mm.
Abaterea lățimii rostului de dilatație Mai mică sau egală cu ±1 mm, abatere de dreptate Mai mică sau egală cu 2 mm/m.
Specificații fizice și chimice
Porozitatea aparentă a stratului de lucru Mai mică sau egală cu 18%, rezistență la compresiune Mai mare sau egală cu 80MPa (1400 grade x 3h).
Refractarie permanentă a stratului sub sarcină Mai mare sau egală cu 1650 de grade (0,2 MPa).
04 Aplicații tehnologice inovatoare
Piese prefabricate imprimate 3D
Pentru structuri complexe (cum ar fi baza cărămizilor respirabile), se folosesc piese imprimate Al₂O₃-ZrO₂{-C, realizând o acuratețe dimensională de ±0,1 mm și îmbunătățind eficiența instalării cu 40%.
Sistem inteligent de control al temperaturii
Senzorii cu fibră optică încorporați monitorizează gradienții de temperatură în timp real și ajustează automat puterea de încălzire când ΔT > 50 de grade /h. Tehnologie de nano-modificare
Adăugarea a 0,3% nano-SiO₂ la materialul turnabil crește parametrul șocului termic (TSP) de la 250 la 400 de ori (apă-răcită la 1100 de grade).
05 Soluție de uscare a convertizorului
După ce ați introdus lemn de foc și cocs în convertor, încălziți-l timp de 5-8 ore. Când temperatura atinge 1200-1300 de grade, fier topit poate fi adăugat pentru o ardere de probă. Prima căldură de oțel trebuie umplută în întregime cu fier topit; nu sunt permise resturi.
06 Optimizarea cuptorului
Pe baza simulării CFD, distribuția grosimii căptușelii a fost ajustată, crescând grosimea liniei de zgură cu 15% și reducând suprafața trunionului cu 10% comparativ cu proiectarea convențională.
Prin inovarea colaborativă în materiale, procese și întreținere, durata de viață a căptușelii convertizorului a fost extinsă la peste 8.000 de călduri, consumul de refractare a fost redus la 0,8 kg/tonă de oțel, iar costurile totale de întreținere au fost reduse cu 35%. În aplicațiile reale, ajustările dinamice trebuie făcute pe baza parametrilor specifici ai cuptorului. Se recomandă efectuarea de inspecții de scanare cu laser la fiecare 50 de cuptoare și stabilirea unui model digital dublu tri-dimensional pentru a ghida întreținerea precisă.
