Análisis de las causas de los daños en el cuerpo del horno de ferroaleaciones

Análisis de las causas de los daños en el cuerpo del horno de ferroaleaciones

Causas y análisis de fallas en el revestimiento del horno

1.  Longitud de trabajo excesiva del electrodo: La operación prolongada con un extremo de trabajo del electrodo excesivamente largo conduce a un consumo significativo de refractarios en la parte inferior. Esto resulta en un aumento anormal de la temperatura en el crisol del horno y, en última instancia, puede causar perforación.

2.  Longitud de trabajo insuficiente del electrodo: Por el contrario, la operación prolongada con un extremo de trabajo del electrodo corto desplaza la zona de alta temperatura hacia arriba. Esto causa temperaturas anormalmente altas en las paredes del horno cerca de la zona del electrodo y puede provocar perforaciones y fugas de metal/escoria alrededor del área del orificio de colada.

3.  Características desfavorables de la escoria: Un tipo de escoria irrazonable o el incumplimiento de los requisitos de control de basicidad pueden causar un sobrecalentamiento severo del metal fundido. Esto acelera la corrosión química del revestimiento del horno, dañando los materiales refractarios.

4.  Ciclos térmicos de paradas/arranques: Después de paradas prolongadas del horno, el cuerpo del horno es muy susceptible a la expansión y el agrietamiento. Las operaciones frecuentes de arranque y parada hacen que el daño por ciclos térmicos sea evidente, a menudo manifestado como agrietamiento de las placas de acero de la carcasa del horno debido a las fluctuaciones de temperatura, lo que requiere una reparación oportuna.

5.  Operaciones de soplado de oxígeno y apertura del orificio de colada: Las prácticas de soplado de oxígeno y apertura mecánica del orificio de colada causan un desgaste localizado significativo en el orificio de colada y la pared del horno circundante. Tanto los ladrillos de carbono como los ladrillos de magnesia pueden sufrir reacciones de oxidación en condiciones de alta temperatura. La estructura resultante debilitada y alterada (un "falso revestimiento") no proporciona una protección adecuada, lo que acelera en gran medida el deterioro físico del horno.

6.  Fugas de agua y alta humedad de la carga: Las fugas de agua del horno o los materiales de carga con humedad introducen agua en el horno. Si bien parte se evapora, el resto puede disociarse a altas temperaturas, generando oxígeno que corroe la pared del horno.

7.  Corrosión a temperaturas elevadas (por ejemplo, temperatura de Taman): En áreas como el revestimiento de trabajo de los hornos de ferro-cromo de alto carbono, los ladrillos de magnesia en contacto con la escoria están sujetos a erosión química e impacto mecánico del metal caliente y la escoria. Cuando las temperaturas alcanzan niveles críticos (por ejemplo, la temperatura de Taman), se producen cambios en la composición y la mineralogía de los ladrillos. Incluso por debajo del punto de fusión, comienzan los procesos de difusión destructivos.

Resumen de los principales mecanismos de daño

Según lo anterior, los principales factores de daño se pueden clasificar en mecanismos físicos, químicos y mecánicos:

1.  Fusión/Erosión: Ocurre cuando la temperatura de funcionamiento del refractario excede su límite refractario o resistencia a los medios corrosivos. La fusión y la erosión severa se observan a menudo en la pared del horno cerca de la zona del arco y en la parte inferior del horno debajo de la punta del electrodo. El análisis de los datos del termopar del hogar generalmente muestra las temperaturas más altas en la parte inferior directamente debajo del electrodo. Un extremo de trabajo del electrodo excesivamente largo exacerba significativamente este aumento de la temperatura inferior.

2.  Ataque químico: Se refiere a las diversas reacciones químicas entre los materiales refractarios y la escoria, el metal fundido, la atmósfera del horno, el polvo y los gases de escape. Esto incluye reacciones gas-sólido, líquido-sólido, líquido-líquido y gas-líquido. El ataque químico por el metal fundido se vuelve particularmente severo cuando la temperatura de funcionamiento del refractario se acerca o excede su límite de servicio.

3.  Acción mecánica/Abrasión: En el revestimiento de trabajo, los refractarios a temperaturas superiores a su punto de ablandamiento de soporte de carga se vuelven muy vulnerables al desgaste mecánico y la pérdida causada por el movimiento y el impacto del metal fundido y la escoria.

4.  Descascarillado y agrietamiento: En condiciones de choque térmico o carga térmica desigual, la tensión térmica interna dentro del refractario puede exceder su resistencia estructural, lo que lleva a daños localizados, agrietamiento y descascarillado. Este fenómeno es particularmente evidente en la estructura del horno después de paradas prolongadas y calentamientos posteriores y también se puede observar en los canales de los orificios de colada.

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