O fogão e o fundo de um alto forno devem adoptar uma estrutura feita inteiramente de tijolos de carbono ou de tijolos de carbono compostos, utilizando tijolos de carbono de alta qualidade para a construção.Para grandes altos fornos, a utilização de tijolos de carbono e de tijolos de SiC é crucial para prolongar a vida útil do forno.barrigaPor conseguinte, a prolongação da vida útil da lareira tornou-se um foco fundamental para alcançar uma longa vida útil dos altos fornos.
Nos últimos anos, vários altos fornos na China experimentaram diferenças de temperatura da água aumentadas ou até mesmo queimação na lareira, exigindo medidas abrangentes para resolver esses problemas.Os tijolos e blocos de carbono de alta qualidade utilizados em altos fornos devem satisfazer as normas de desempenho convencionais, ao mesmo tempo em que cumprem os requisitos de condutividade térmica, permeabilidade, resistência à oxidação, resistência alcalina e resistência à erosão do ferro fundido.
A área de tuyere é recomendada para usar uma estrutura de tijolos compostos, tipicamente tijolos de corindo-mullita, tijolos de corindo marrom ou tijolos de carbono prensados a quente como NMA ou NMD.As causas comuns de erosão na lareira incluem a abrasão mecânica por coque e escória, corrosão química, oxidação por vapor de água, ataque de zinco e metais alcalinos e danos por estresse térmico.
Para resolver estes problemas, os altos fornos podem adoptar tijolos de carbono microporosos com elevada condutividade térmica e reforçar as medidas de arrefecimento na parede de arrefecimento do fogão.Isto garante que a temperatura de solidificação da escória e do ferro fundido (1150°C) permanece dentro dos tijolos de carbono, mantendo-o longe da parede de arrefecimento.
Atualmente, existem três estruturas básicas para fogões e fundos em altos fornos nacionais e internacionais:
- Grandes tijolos de carbono com uma almofada de cerâmica.
- Pequenos tijolos de carbono prensados a quente com uma almofada de cerâmica.
- Grandes ou pequenos tijolos de carbono com um copo de cerâmica no fundo.
Todas as três estruturas comprovaram melhorar a vida útil do forno.
Em altos fornos de injecção de carvão, as operações enfatizam a manutenção de um centro de aquecimento ativo, garantindo uma temperatura do centro inferior adequada.A atenção mudou para a resistência térmica da almofada de cerâmica e melhorar a sua vida útil para alcançar temperaturas do centro inferior adequadas.
Teoria da formação de camadas solidificadas através de resfriamento reforçado:
A utilização de materiais refratários com elevada condutividade térmica (18,4 W/mK a 600°C, 60-80 W/mK a 20°C) na parede lateral da lareira, combinada com um resfriamento intensivo,impede a penetração de escória e ferro fundidoEstes materiais oferecem também uma elevada resistência alcalina, absorvem o stress térmico e transferem rapidamente calor para a água de arrefecimento através de um sistema de arrefecimento por água eficiente.Isto cria uma camada protetora solidificada estável na superfície quente do revestimento refratário (com linhas isotérmicas acima de 1150 °C), formando uma "casca de ferro" no fundo da lareira e resistindo à erosão das paredes laterais causada por efeitos de "pés de elefante".
A chave para a longevidade da lareira reside na condutividade térmica dos materiais das paredes laterais da lareira.e resistência à fissuração anularA manutenção adequada incide sobre a eficácia do arrefecimento, a monitorização das diferenças de temperatura da água na parede de arrefecimento e a injecção de leque em áreas porosas.
A parte inferior integrada com arrefecimento é considerada uma estrutura razoável. Inclui material de carvão sobre os tubos de arrefecimento e 2-3 camadas de tijolos de carbono.Diferentes peças exigem tijolos de carbono com propriedades específicasPor baixo do buraco da torneira, devem ser utilizados tijolos de carbono microporosos com elevada impermeabilidade, enquanto que os tijolos de SiC com elevada condutividade térmica devem ser utilizados para a camada mais baixa do fundo do forno.Outras áreas podem utilizar tijolos de carbono padrão ou microporosos.
A incorporação de tijolos de carbono mais longos abaixo do perímetro inferior do forno abaixo do buraco da torneira aumenta a resistência à penetração e erosão de ferro fundido e metais alcalinos.Os espaços entre os tijolos devem ser reduzidos a menos de 0.5 mm para a construção.
No que diz respeito à estrutura do "copo de cerâmica", as opiniões académicas estão divididas, alguns argumentando que o copo de cerâmica desempenha um papel significativo e deve ser reforçado.Enquanto outros acreditam que acabará por se deteriorar, deixando os tijolos de carbono como a estrutura primária.Os pequenos tijolos de carbono prensados a quente com resistência à penetração do ferro fundido e alta condutividade térmica também podem ser utilizados na parede lateral do fogão.
Ambas as abordagens têm vantagens e desvantagens, e qualquer uma delas pode alcançar uma longa vida útil do forno, embora com custos económicos diferentes.A adopção de tijolos de carbono microporosos e ultramicroporosos de alta qualidade, bem como pequenos tijolos de carbono prensados a quente, melhorou significativamente a vida útil dos altos fornos na China.A maioria dos altos fornos médios e grandes na China abandonaram o enrolamento dos fundos do material de carbono e os processos de produção de auto-cozimento.
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