Soluzioni refrattarie per forno siviera (LF) | Rivestimento Arc-Zone

Soluzioni refrattarie per forni siviera (LF): rivestimenti per il riscaldamento con arco elettrico

Un forno siviera (LF) è una siviera per acciaio dotata di una copertura delta rivestita di materiale refrattario e di tre elettrodi di grafite, utilizzati per riscaldare nuovamente, desolforare e regolare con precisione la composizione chimica dell’acciaio liquido durante la metallurgia secondaria. Il recipiente inferiore — parete laterale, fondo, tappo poroso e blocco della sede della valvola della siviera — è soggetto alla stessa usura ferrostatica e cinetica di una siviera standard per la colata. Ciò che rende unico il design dei refrattari per LF è tutto quello che si trova sopra il livello del bagno: la copertura delta deve resistere all’intensa radiazione dell’arco, i manicotti dei passaggi degli elettrodi devono sopportare gli shock termici senza fessurarsi e la linea delle scorie direttamente sotto l’arco si usura molto più rapidamente del resto del recipiente. Progettiamo i rivestimenti LF come corpi di siviera per impieghi gravosi abbinati a una zona superiore resistente alle radiazioni dell’arco, prevenendo il rifacimento prematuro del rivestimento durante la campagna dovuto all’erosione localizzata dell’arco.

In cosa differisce un LF da una siviera standard per acciaio?

  • Copertura e manicotti dei passaggi degli elettrodi: a differenza delle siviere aperte, un LF è dotato di una copertura refrattaria e di una sezione delta rivestite con getti refrattari per coperture di siviere; i manicotti ad alto contenuto di allumina che sigillano ciascun passaggio degli elettrodi devono resistere ai rapidi cicli termici e agli spruzzi di scorie.
  • Zona del punto caldo dell’arco: la linea delle scorie e la parte superiore della parete laterale, direttamente sotto l’arco degli elettrodi, assorbono un’intensa energia radiante localizzata e l’agitazione turbolenta delle scorie, rendendo necessaria una composizione chimica più performante dei mattoni refrattari.
  • Tempi prolungati di permanenza in affinazione: l’acciaio fuso resta nel recipiente LF per completare l’affinazione secondaria, la desolforazione e la regolazione delle leghe, sottoponendo i rivestimenti di lavoro a cicli termici cumulativi più intensi per ogni colata.
  • Controllo del flusso e spurgo dal fondo: parete laterale, piastra d’impatto sul fondo, tappo poroso di spurgo e blocchi della sede della valvola a cassetto della siviera seguono una selezione metallurgica coordinata. Consulta le nostre guide Soluzioni refrattarie per siviere da acciaio e Fornitore di blocchi per la sede della valvola della siviera per le specifiche complete dei componenti.

Come è strutturato il rivestimento di un LF?

  • Involucro in acciaio: recipiente strutturale rinforzato, progettato per resistere alla pressione ferrostatica e al trasporto della siviera.
  • Rivestimento permanente di sicurezza: Mattoni o impasto colabile a basso cemento ad alto tenore di allumina, che fungono da barriera di sicurezza termica.
  • Rivestimento di lavoro: Mattoni MgO-C e Al₂O₃-MgO-C (AMC) ad alta purezza sul mantello e sulla linea di scoria, con sistemi antiossidanti potenziati nella zona di diffusione dell'arco.
  • Volta delta e manicotti degli elettrodi: Blocchi prefabbricati in allumina/corindone-spinel e anelli per manicotti resistenti agli shock termici, realizzati con rivestimenti refrattari in impasto colabile per coperture di siviere formulati su misura.
  • Ceramiche funzionali per il controllo del flusso: Tappi porosi direzionali per insufflazione, blocchi per fondo siviera (MgO-C / AMC / corindone), ugelli collettori e piastre per cassetta a cassetto.
Sezione 3D del rivestimento refrattario del forno siviera (LF) - Schema dei mattoni MgO-C per la zona di diffusione dell'arco, della zona delta della volta e dei manicotti dei fori degli elettrodi

Sezione 3D del rivestimento refrattario del forno siviera (LF): schema con mattoni MgO-C nella zona di diffusione dell'arco, impasto colabile per la zona delta della volta e manicotti dei fori degli elettrodi.

Quale refrattario è più adatto a ciascuna zona LF?

Zona Meccanismo principale di usura Specifiche refrattarie consigliate
Volta / zona delta della copertura Irraggiamento dell'arco, cicli termici, erosione da fumi Impasto colabile a basso cemento ad alto tenore di allumina o corindone-spinel / blocchi prefabbricati (vedi la nostra Guida agli impasti colabili per coperture di siviere)
Manicotto del foro dell'elettrodo Shock termico grave durante il movimento degli elettrodi Anelli di mattoni per manicotti ad alto tenore di allumina resistenti agli shock termici oppure impasto colabile allumina-cromo per fori
Punto caldo di diffusione dell'arco Irraggiamento diretto dell'arco, dilavamento da scoria ad alta temperatura Mattoni MgO-C a densità ultraelevata rinforzati con antiossidanti o mattoni Al₂O₃-MgO-C
Linea di scoria (standard) Erosione causata dalle scorie basiche della raffinazione secondaria Mattoni MgO-C fusi ad alta purezza (C 10–14%)
Parete laterale (mantello) Erosione da acciaio/scoria, dilavamento meccanico, shock termico Al₂O₃-MgO-C (AMC) o mattoni refrattari in allumina-spinel
Fondo, tappo di insufflazione e blocco per fondo Pressione ferrostatica statica, insufflazione di gas, erosione dovuta al flusso di acciaio Massetto di fondo, tappi porosi e blocchi per fondo siviera (vedi Soluzioni refrattarie per siviere da acciaio)

Perché la zona di diffusione dell'arco si usura più rapidamente del resto della linea di scoria?

I tre elettrodi di grafite operano molto vicino alla linea di scoria, scaricando radiazioni localizzate dell’arco e creando una turbolenza estrema nel bagno fuso. Il mattone refrattario direttamente esposto a queste radiazioni assorbe un flusso termico notevolmente superiore rispetto al resto della linea di scoria. Rinforzare l’intero anello perimetrale è inutilmente costoso: il nostro approccio ingegneristico zonale colloca mattoni MgO-C con additivi antiossidanti specifici nei punti caldi di espansione dell’arco, uniformando i tassi di usura e aumentando il numero di colate per campagna in tutto il recipiente.

Dati tecnici necessari per la progettazione e lo schema su misura del rivestimento LF

Parametri elettrici e di affinazione del forno

Principali dati meccanici e metallurgici:

Verifiche standard della revisione tecnica:
  • Capacità della siviera e dimensioni del mantello: tonnellaggio nominale dell’acciaio, altezza del bordo libero e disegni del mantello.
  • Potenza nominale del sistema elettrico: potenza nominale del trasformatore (MVA), tensione secondaria, lunghezza dell’arco e diametro del cerchio di interasse degli elettrodi (PCD).
  • Cicli operativi: durata del ciclo di affinazione secondaria, durata del riscaldamento ad arco per colata e portate di soffiaggio dell’argon.
  • Metallurgia dell’acciaio e delle scorie: gamma delle qualità dell’acciaio, basicità delle scorie (rapporto V), contenuto di Al₂O₃/CaF₂ nelle scorie e temperature di spillaggio.
  • Storico della durata: numero di colate storiche per campagna della volta delta, tassi di usura nella zona di espansione dell’arco e frequenza dei rifacimenti della linea di scoria.

Domande frequenti: refrattari per forno siviera (LF)

Qual è la differenza tra i refrattari LF e quelli per siviera da acciaio?

La parte inferiore - parete laterale, zona d’impatto sul fondo, tappi porosi per il soffiaggio e blocchi del pozzo di colata della siviera - segue gli stessi criteri di selezione di una siviera standard. La differenza sta nella struttura superiore: la volta delta, i mattoni manicotto per gli elettrodi e i mattoni MgO-C di qualità superiore nei punti caldi di espansione dell’arco, direttamente esposti alle radiazioni degli elettrodi.

Quale materiale refrattario si usa nella volta LF e nei fori per gli elettrodi?

The delta roof utilizes high-purity corundum-spinel or high-alumina ladle cover castables in a dual-layer configuration (dense hot-face plus lightweight insulating backup). Each electrode port is sealed with thermal-shock-resistant sleeve bricks designed to tolerate continuous raising and lowering of the graphite electrode column.

Perché la zona di espansione dell’arco richiede un mattone diverso dal resto della linea di scoria?

Posizionati direttamente sotto la zona esposta all’arco elettrico, questi mattoni sono sottoposti a un flusso radiante localizzato superiore a 1650°C, combinato con la turbolenza aggressiva della scoria. Installare in questa sezione mattoni MgO-C ad alta densità, legati con resina e contenenti antiossidanti metallici, previene l’assottigliamento localizzato prematuro senza sovradimensionare l’intera fascia della siviera.

I refrattari del forno siviera influiscono sulla colata a valle nella paniera?

Sì. La pulizia della scoria, la costanza della temperatura e l’integrità del blocco sede sul fondo determinano direttamente l’affidabilità della regolazione della valvola a cassetto e la stabilità del flusso durante la colata nella paniera della colata continua.

Soluzioni correlate per l’affinazione secondaria e la produzione dell’acciaio

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