Horno de silicio industrial: métodos de reparación para el orificio de grifo del ladrillo de carbono

Horno de silicio industrial: Métodos de reparación para el orificio de colada de ladrillo de carbono

El horno de silicio industrial es un tipo de horno de arco sumergido utilizado específicamente para producir silicio fundido. Dentro del horno, el área del orificio de colada (o "ojo del horno") es el eslabón más débil, sufriendo el daño más rápido debido a la erosión severa de la escoria y el silicio fundido a alta temperatura. Esta sección crítica está típicamente revestida con ladrillo de carbono.

1. Mecanismos de daño del ladrillo de carbono del orificio de colada

El daño a los ladrillos de carbono en el orificio de colada resulta principalmente de dos factores: la susceptibilidad inherente del carbono a la oxidación y la erosión mecánica de los fluidos a alta temperatura.

1.1 Oxidación del ladrillo de carbono

Si bien los ladrillos de carbono ofrecen ventajas significativas para esta aplicación, poseen un defecto crítico: la susceptibilidad a la oxidación. El área del orificio de colada está perpetuamente expuesta al aire, lo que acelera la tasa de oxidación de los ladrillos de carbono.

1.2 Erosión mecánica

El desgaste mecánico se produce por varias fuentes:

   La acción de lavado del silicio fundido durante la colada, que agranda gradualmente el orificio de colada.

   Operaciones de limpieza mecánica agresivas cuando la escoria de alta viscosidad causa un flujo deficiente o una apertura difícil del orificio de colada.

   Descascarillado térmico causado por fluctuaciones rápidas de temperatura entre la fase de colada en caliente y la posterior fase de taponamiento/enfriamiento, debido al ciclo de operación intermitente del horno.

   Distribución de corriente desequilibrada dentro del horno de arco sumergido, que puede crear puntos calientes localizados y acelerar el desgaste del orificio de colada.

2. Métodos de reparación del orificio de colada

La exposición prolongada a los gases del horno, el silicio fundido y la escoria corroe y erosiona el orificio de colada en forma ovalada. Una vez agrandado, se vuelve difícil de taponar, lo que provoca fugas y "derrames", lo que requiere reparación o reemplazo.

2.1 Método de reparación tradicional

El enfoque convencional implica que los técnicos reparen manualmente el orificio de colada dañado. El proceso incluye:

   Eliminar los depósitos de silicio y escoria del área.

   Llenar el orificio de colada dañado, por dentro y por fuera, con pasta de electrodo.

   Formar una capa protectora exterior utilizando un refractario moldeable.

En una operación típica con cinco orificios de colada en rotación, cada uno requiere reparación después de 5-7 días de uso. Este mantenimiento frecuente impacta negativamente en los indicadores técnicos y económicos clave, caracterizados por una alta intensidad de mano de obra, malas condiciones de trabajo, largos tiempos de inactividad, altos costos y baja eficiencia general.

2.2 Tecnología avanzada de reparación de orificios de colada

Para abordar las ineficiencias del método tradicional, se ha desarrollado una nueva tecnología de reparación. El procedimiento específico es el siguiente:

① Eliminación de precisión: Utilice una plataforma de perforación especializada para perforar el ladrillo de carbono dañado. La profundidad y el diámetro del orificio se determinan por la extensión del daño.

② Relleno compuesto: Llene la cavidad recién creada con un material compuesto hecho de pasta de electrodo, carburo de silicio y brea. Este relleno se elige por sus excelentes propiedades de fluidez y unión cuando se calienta, lo que le permite sinterizarse en una estructura monolítica con el ladrillo de carbono original. El componente de carburo de silicio agrega resistencia a la oxidación y al desgaste, extendiendo la vida útil.

③ Inserción de manguito de grafito: Inserte un manguito de carbono de grafito en la cavidad rellena. El manguito de grafito proporciona una resistencia superior al desgaste mecánico, resistencia a la oxidación y protección contra la corrosión para la estructura del orificio de colada.

④ Sellado de huecos: Utilice pasta de electrodo y pasta de huecos finos para sellar cualquier hueco restante entre el relleno y el manguito de grafito, asegurando que el ladrillo de carbono y el manguito se fusionen durante la coquización.

⑤ Reparación del canal: Repare el canal de colada con un moldeable de alta alúmina y luego aplique una capa protectora de pasta de electrodo.

Después de esta reparación, se requiere un horneado controlado antes de que el orificio de colada vuelva a estar en servicio. Esta tecnología avanzada ha ganado una amplia adopción dentro de la industria en China. Las aplicaciones de campo demuestran que extiende eficazmente la vida útil del orificio de colada, reduce la frecuencia de los reemplazos, reduce los costos de reparación y mejora la producción general y el rendimiento económico de los hornos de silicio industriales.

 Somos un fabricante profesional de hornos eléctricos. Para obtener más información, o si necesita hornos de arco sumergido, hornos de arco eléctrico, hornos de refinación de cuchara u otros equipos de fusión, no dude en contactarnos en  susan@aeaxa.com