Jako podstawowe wyposażenie w produkcji stali, jakość konstrukcji wykładziny konwertorowej bezpośrednio determinuje jej żywotność i wydajność produkcji. Rozwiązanie to, czerpiąc z zaawansowanych doświadczeń krajowych i międzynarodowych, buduje systematyczne rozwiązanie z trzech perspektyw: doboru materiału, optymalizacji procesu i kontroli jakości. Koncentrując się na zróżnicowanych warunkach pracy w różnych lokalizacjach, proponuje kompleksowy system techniczny obejmujący wybór materiałów do zagospodarowania przestrzennego, precyzyjną konstrukcję i dynamiczną konserwację.
01 Zgodność systemu materiałowego i wydajności
(I) Wybór materiału warstwy roboczej
Cegła ogniotrwała magnezytowo-węglowaSystemu
Obszar linii żużlowej: Stosowane są cegły węglowe magnezytowe MT18A (MgO większe lub równe 88%, C większe lub równe 14%). Ich wskaźnik odporności na erozję żużlową jest o 35% wyższy niż w przypadku zwykłych cegieł węglowych magnezytowych, co czyni je odpowiednimi dla obszarów, w których szybkość erozji żużlowej przekracza 2 mm/cykl.
Strona ładowania: stosuje się-przeciwutleniające cegły węglowe z magnezu i 0,5% proszku metalicznego aluminium. Po teście szoku termicznego 1600 stopni × 3 godz. wskaźnik utrzymania wytrzymałości resztkowej osiąga 82%. Otwór spustowy jest wyposażony w integralnie odlane cegły osłonowe-z węgla magnezowego, z tolerancją średnicy wewnętrznej kontrolowaną w zakresie ±0,5 mm. Zastosowano materiał ubijający o wysokiej zawartości{{10}tlenku glinu, aby zapewnić-bezszczelną pracę przez 2000 cykli termicznych.
Zastosowanie materiału amorficznego
Pierścieniowa powierzchnia pokrywy pieca wykonana jest z samopłynącego materiału odlewniczego Al₂O₃-MgO-o płynności konstrukcyjnej większej lub równej 220 mm i gęstości nasypowej 2,95 g/cm3 po suszeniu w temperaturze 110 stopni przez 24 godziny.
Przepuszczalne cegły są otoczone korundowym, szybko-schnącym materiałem zapobiegającym-przesiąkaniu, o głębokości penetracji mniejszej lub równej 1 mm/24 godziny, skutecznie blokującej drogę przenikania roztopionej stali.
(II) Stała optymalizacja materiału warstwy
Wypalane cegły magnezjowe wykorzystują stopione kruszywo magnezjowe (MgO większe lub równe 97%), o pozornej porowatości mniejszej lub równej 16% i liniowym współczynniku zmian wynoszącym zaledwie -0,12% po wypaleniu w temperaturze 1550 stopni przez 3 godziny.
Pomiędzy warstwą stałą a warstwą roboczą instalowana jest szczelina dylatacyjna z papieru z włókna ceramicznego Helu o grubości 5 mm-, ze współczynnikiem kompensacji wynoszącym 0,8%/1000 stopnia, aby zapobiec koncentracji naprężeń termicznych.
02 Standaryzowany proces budowlany
(I) Przygotowanie budowy
Kontrola środowiska
A temperature and humidity monitoring system is installed in the masonry area. Construction can only begin when the ambient temperature is >5 stopni i wilgotność względna<70%. Refractory bricks must be preheated at 200°C for 24 hours, with a moisture content of ≤0.3%.
Kalibracja sprzętu
Do zlokalizowania środka pieca stosuje się dalmierz laserowy z dokładnością mniejszą lub równą ± 1 mm. Amplituda drgań pręta wibracyjnego jest kontrolowana na poziomie 0,5 ± 0,05 mm, z częstotliwością 12 000 razy/min, aby zapewnić gęstość materiału ubijającego większą lub równą 2,8 g/cm3.
(II) Technologia murowania segmentowego
Konstrukcja dna pieca
Warstwa trwała jest układana metodą-nacięcia krzyżowego, przy czym górna i dolna warstwa cegieł magnezytowych jest ułożona naprzemiennie pod kątem 90 stopni, a grubość spoiny jest mniejsza lub równa 1 mm.
Podczas montażu cegieł-przepuszczalnych dla powietrza stosuje się laserowy system wyrównywania, który pozwala uzyskać dokładność pozycjonowania ±0,2 mm. Wokół rury wydechowej zastosowano materiał uszczelniający z węglika krzemu. Budowa szybu pieca
Warstwa robocza wykorzystuje „metodę wznoszącą się spiralnie”, przy czym każdy pierścień cegieł drzwiowych jest przesunięty o co najmniej 3 elementy. Dylatacje układane są w układzie „trzy poziome, cztery pionowe”, z zachowaniem odstępów 1,2-1,5m.
Na czopie zastosowano technologię kotwienia wstępnie naprężonego, z rowkami w kształcie jaskółczego ogona wyciętymi w powierzchni cegieł ogniotrwałych i wstawionymi kotwami ze stali nierdzewnej 310S o średnicy 8 mm.
Konstrukcja pokrywy pieca
Regulowany zakrzywiony szalunek służy do zapewnienia, że błąd okrągłości części stożkowej jest mniejszy lub równy 3 mm/m.
Cegły prasy wylotowej pieca są suchym wibrującym materiałem magnezytowym, ubijanym w trzech warstwach, o współczynniku zagęszczenia większym lub równym 0,95 dla każdej warstwy.
(III) Sterowanie kluczowym węzłem
Leczenie strefy przejściowej
Do przejścia łuku między jeziorkiem stopu a dnem pieca stosuje się cegły o specjalnie-kształtach, z odchyłką promienia krzywizny mniejszą lub równą ±2 mm.
Pomiędzy warstwę stałą a warstwę roboczą nakłada się spoiwo fosforanowe o grubości 2 mm, tworząc przejściową warstwę wiążącą. Optymalizacja krzywej pieca
Stosowana jest trzyetapowa-metoda ogrzewania:
Sekcja o niskiej-temperaturze (temperatura pokojowa - 300 stopni): szybkość ogrzewania mniejsza lub równa 15 stopni/h, utrzymywana na stałym poziomie przez 8 godzin w celu usunięcia wolnej wody;
Sekcja średniej-temperatury (300–800 stopni): szybkość ogrzewania mniejsza lub równa 25 stopni/h, utrzymywana na stałym poziomie przez 12 godzin, aby rozłożyć krystaliczną wodę;
Sekcja wysokiej-temperatury (800-1200 stopni): szybkość nagrzewania mniejsza lub równa 35 stopni/h, utrzymywana na stałym poziomie przez 24 godziny, aby osiągnąć spiekanie i zagęszczenie.
03 System kontroli jakości
(I) Monitorowanie procesu
Inspekcja termowizyjna w podczerwieni
Skanowanie temperatury powierzchni przeprowadza się po ukończeniu każdej warstwy muru. Obszary o różnicy temperatur większej niż 15 stopni wymagają częściowej przeróbki.
Temperatura płaszcza pieca jest monitorowana w czasie rzeczywistym podczas procesu wypieku, a system awaryjnego chłodzenia zostaje uruchomiony, gdy lokalna temperatura przekroczy 250 stopni.
Badania ultradźwiękowe
Kontrole wyrywkowe przeprowadzane są w kluczowych obszarach (cegły ogniotrwałe wentylacyjne i otwory spustowe). Wady o średnicy zastępczej większej niż φ3mm uważa się za niekwalifikowane. (II) Kryteria akceptacji
Dokładność wymiarowa
Odchylenie pionu korpusu pieca mniejsze lub równe 5 mm/m, całkowite odchylenie wysokości mniejsze lub równe 15 mm.
Odchylenie szerokości złącza dylatacyjnego mniejsze lub równe ± 1 mm, odchylenie prostoliniowości mniejsze lub równe 2 mm/m.
Specyfikacje fizyczne i chemiczne
Pozorna porowatość warstwy roboczej Mniej niż lub równa 18%, wytrzymałość na ściskanie Większa lub równa 80 MPa (1400 stopni x 3 godz.).
Stała ogniotrwałość warstwy pod obciążeniem Większa lub równa 1650 stopni (0,2 MPa).
04 Innowacyjne zastosowania technologii
Prefabrykowane części drukowane w 3D
W przypadku skomplikowanych konstrukcji (takich jak podstawa z cegieł oddychających) stosuje się części drukowane Al₂O₃-ZrO₂-C, co pozwala uzyskać dokładność wymiarową ±0,1 mm i poprawić efektywność montażu o 40%.
Inteligentny system kontroli temperatury
Wbudowane czujniki światłowodowe monitorują gradienty temperatury w czasie rzeczywistym i automatycznie dostosowują moc grzewczą, gdy ΔT > 50 stopni/h. Technologia nano-modyfikacji
Dodanie 0,3% nano-SiO₂ do odlewu zwiększa parametr szoku termicznego (TSP) z 250 do 400 razy (chłodzenie-wodą o temperaturze 1100 stopni).
05 Roztwór do suszenia konwertorowego
Po umieszczeniu drewna opałowego i koksu w konwertorze należy go podgrzewać przez 5-8 godzin. Gdy temperatura osiągnie 1200-1300 stopni, można dodać stopione żelazo w celu próbnego wypalenia. Pierwsze wytop stali musi być całkowicie wypełniony roztopionym żelazem; żaden złom nie jest dozwolony.
06 Optymalizacja pieca
Na podstawie symulacji CFD skorygowano rozkład grubości okładziny, zwiększając grubość linii żużla o 15% i zmniejszając powierzchnię czopa o 10% w porównaniu do konstrukcji konwencjonalnej.
Dzięki wspólnym innowacjom w zakresie materiałów, procesów i konserwacji żywotność wykładziny konwertora została wydłużona do ponad 8000 wygrzań, zużycie materiałów ogniotrwałych zmniejszono do 0,8 kg/tonę stali, a ogólne koszty konserwacji obniżono o 35%. W rzeczywistych zastosowaniach należy dokonać dynamicznych dostosowań w oparciu o określone parametry pieca. Zaleca się przeprowadzanie inspekcji za pomocą skanowania laserowego co 50 pieców i utworzenie-trójwymiarowego cyfrowego modelu bliźniaka, który umożliwi precyzyjną konserwację.
