O papel dos materiais refratários de alto forno na produção de ferro

Equipamento principal e condições de funcionamento dos altos fornos

O alto forno é um equipamento crucial na metalurgia do aço, responsável por aproximadamente 73% do consumo total de energia na produção de metal utilizável.5 toneladas de cocaína são consumidasApesar de o consumo de materiais refratários poder parecer mínimo, o consumo de materiais refratários é muito reduzido.A degradação dos revestimentos refratários leva frequentemente ao fechamento do forno para manutenção, tendo um impacto significativo na produtividade.

Para melhorar a produtividade dos altos fornos e reduzir o consumo de combustível, as principais medidas incluem o aumento do volume do forno, o aumento da temperatura do ar de alto forno e a injecção de combustíveis auxiliares, como óleo pesado,gás naturalA utilização de materiais refratários mais duráveis e a garantia da sua protecção são igualmente essenciais.

Por exemplo, um altoforno com um volume de 5000 m3 consome cerca de 3,5 kt de materiais refratários para o seu revestimento, enquanto os seus três fogões a quente e outros equipamentos auxiliares exigem um adicional de 27.5 ktCom base nas condições de funcionamento e nas interacções entre os revestimentos e os agentes erosivos, o revestimento refratário é dividido em oito zonas, tal como ilustrado na figura 11-1:

1. Garganta:Localizado na parte superior do forno, onde as matérias-primas são pré-aquecidas.
2. Corpo do forno:Composto por duas secções: uma parte superior não resfriada e uma parte inferior resfriada por água, utilizando frigoríficos de placas especializados.
3. Barriga:Conhecida como a zona de redução.
4. Os bosses:Esta região abriga a zona de tuyere, onde o ar é soprado no forno e a combustão ocorre.
5. Cinderela:A porção circular abaixo dos bosses.
6. Saída de escória:Posicionado na região superior da lareira.
7. Tapole:Encontrado na zona inferior da lareira.
8. Piso de fundo e de forno:Constituindo a secção mais baixa do forno.

Temperaturas de funcionamento por zona

• Corpo do forno superior e gasodutos:300°C a 400°C
• Corpo inferior do forno:1200°C a 1250°C
• Os bosses:1710 ∼ 1750°C
• Cinderela:1550 ∼ 1600°C
• Piso do forno:1300°C
• Pistas inclinadas:1500°C

O maior desgaste ocorre no corpo inferior do forno e nos tubos, tornando a vida útil do revestimento refratário nessas áreas crítica para a vida útil geral do forno.

Causas do dano refratário

1. Erosão química:Reações químicas intensas causadas por escória, especialmente no corpo inferior do forno, envolvendo vapores alcalinos, monóxido de carbono e zinco.
2. Choque térmico:Fluctuações significativas de temperatura induzem estresse térmico.
3. Abrasão mecânica:Desgaste devido à descida das matérias-primas.
4. Erosão:O gás e o ferro líquido corroem as partículas sólidas.

Soluções e materiais

Para combater estes desafios, os materiais refratários dos altos fornos devem apresentar uma excelente resistência ao desgaste, a fluxo térmico (200 horas a 450°C) e estabilidade contra o monóxido de carbono e o ciclo térmico.Contudo, mesmo grandes altos fornos que produzem 2 × 2,5 toneladas de ferro bruto por unidade exigem medidas adicionais quando a pressão do gás na garganta atinge 0,2 × 0,25 MPa.

Os materiais refratários comumente utilizados incluem:

• Compatível com o mercado internoTeor de Al2O3 88­94%, porosidade aparente 15­13,5%.
• Compatível com o mercado internoTeor de Al2O3 de 88%, porosidade aparente de 13­16%.
• Com um diâmetro superior a 50 mm:Teor de Al2O3 de 92%, teor de Cr2O3 de 7,5%, porosidade aparente de 16­19%.

Estes materiais refratários de alta alumina com baixa porosidade aparente são vitais para manter a estabilidade operacional do forno e prolongar sua vida útil.