December 16, 2025
Horno de ferroaleaciones: Un método para prevenir fallas tempranas en el revestimiento de carbono
Los revestimientos a base de carbono son el material de elección para la mayoría de los revestimientos de hornos de ferroaleaciones. Sin embargo, a medida que la capacidad de los hornos de arco sumergido (SAFs) continúa aumentando, el problema de la falla prematura del revestimiento se ha vuelto prominente. Este documento describe una solución tecnológica relativamente simple pero efectiva para abordar este desafío de larga data en la industria.
Un examen de los métodos actuales de construcción de revestimientos de hornos de carbono revela tres técnicas principales:
1. El método de ladrillo de carbono "sin costuras"
2. El método de junta ancha de ladrillo de carbono
3. El método de apisonamiento monolítico con pasta de apisonamiento en frío
Cada método tiene desventajas inherentes:
Método de ladrillo de carbono "sin costuras": La verdadera ausencia de costuras es inalcanzable. El metal fundido puede penetrar a través de microfisuras en las juntas de los ladrillos, infiltrarse debajo de los ladrillos y hacer que floten, lo que lleva a la falla completa del revestimiento.
Método de junta ancha de ladrillo de carbono: Esto implica mecanizar ranuras anulares en los lados de los ladrillos de carbono, dejando huecos de aproximadamente 50 mm durante la construcción, que luego se rellenan con pasta de apisonamiento en frío. La debilidad radica en la estructura relativamente suelta del relleno de junta ancha, que carece de la densidad y la resistencia a la corrosión de los ladrillos de carbono prensados a alta presión. En consecuencia, estas juntas se erosionan prematuramente, lo que permite que el metal fundido llegue rápidamente al fondo del ladrillo e induzca la falla.
Método monolítico de pasta de apisonamiento en frío: La estructura de revestimiento resultante es menos densa que el ladrillo de carbono, lo que lleva a un rendimiento inferior y una vida útil significativamente más corta.
Solución innovadora
A través de una extensa investigación, el autor ha desarrollado un nuevo método de construcción de hornos que sintetiza las ventajas de las técnicas existentes. Este método aprovecha las propiedades de fusión en caliente de la pasta de carbono, sólida a temperatura ambiente pero capaz de fundirse, fusionarse y, en última instancia, grafitizarse a altas temperaturas, para abordar la debilidad crítica de las juntas de los ladrillos. El objetivo es prevenir la falla temprana del revestimiento, extendiendo así la vida útil del revestimiento y superando un problema persistente en la industria. A este método se le ha concedido una Patente de Modelo de Utilidad Nacional.
La base de este enfoque es el método de ladrillo de carbono "sin costuras", con un tratamiento especial aplicado a los puntos vulnerables del revestimiento: las juntas de los ladrillos, categorizadas como juntas verticales y horizontales (planas).
1. Tratamiento especial de las juntas verticales
El tratamiento de la junta vertical implica mecanizar dos ranuras de sellado en cola de milano invertidas alrededor del perímetro de cada ladrillo de carbono. Estas ranuras se rellenan con una pasta de junta gruesa de baja expansión especialmente formulada. Esto transforma cada ladrillo de carbono en una estructura compuesta, que consta de una matriz de carbono pre-cocida integrada con una banda continua de material de pasta de auto-cocción.
Después de que el revestimiento del SAF se construye utilizando el método de mampostería "sin costuras" y el horno se pone en marcha, el aumento de temperatura hace que la pasta de auto-cocción preinstalada dentro de las ranuras de cola de milano invertidas se derrita, se fusione, se hornee y se solidifique. Este proceso sella eficazmente las juntas verticales entre los ladrillos adyacentes, de forma análoga a un anillo de sellado en los conjuntos mecánicos, bloqueando así la penetración del metal fundido. Fundamentalmente, debido a que este elemento de sellado está incrustado dentro del cuerpo del ladrillo, está protegido del lavado directo por el metal fundido. Esto permite que incluso la estructura de pasta inicialmente suelta cumpla con los requisitos prácticos de servicio.
2. Tratamiento especial de las juntas horizontales
Un diseño típico de revestimiento de horno utiliza tres capas de ladrillos de carbono, lo que resulta en dos juntas horizontales, con cada capa escalonada 45° con respecto a la capa inferior. Se mecanizan ranuras de cola de milano invertidas, más anchas y menos profundas que las ranuras laterales, en las superficies de acoplamiento (superior e inferior) de los ladrillos de carbono. Estas, junto con las ranuras laterales, se rellenan con pasta de auto-cocción, se apisonan y se alisan.
Cuando el horno se pone en funcionamiento, estas ranuras horizontales forman una malla prismática plana. En las intersecciones de las ranuras de los ladrillos superior e inferior, la pasta se fusiona, creando una red robusta que une integralmente las capas superior e inferior de los ladrillos de carbono. Esta estructura asegura que incluso si el metal fundido penetra hasta el fondo de un ladrillo, no puede hacer que el ladrillo flote.
Conclusión
Mediante el tratamiento diferenciado de las juntas verticales y horizontales, los ladrillos de carbono que forman el revestimiento del horno, incluidos los ladrillos de pared y los ladrillos de orificio de colada, están interconectados de forma segura en un todo cohesivo. Esto previene eficazmente la penetración del metal, proporcionando una solución elegante a un desafío de larga data en la industria.
Este método es simple de implementar y altamente efectivo. Merece atención y adopción dentro de la industria. Se prevé que su promoción y aplicación generalizadas extenderán significativamente la vida útil del revestimiento del horno, reducirán sustancialmente los costos de producción y elevarán la tecnología de revestimiento a un nuevo nivel.
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