Soluzioni refrattarie per BOF | Rivestimento in MgO-C per convertitori

Soluzioni refrattarie per BOF: rivestimento zona per zona dei convertitori ad ossigeno basico

Il rivestimento refrattario di un BOF è un sistema multistrato che protegge il mantello in acciaio di un forno ad ossigeno basico (convertitore) dall’erosione dell’acciaio liquido, dall’attacco aggressivo della scoria basica e dagli estremi shock termici ciclici. Il rivestimento di lavoro è realizzato con mattoni di magnesia-carbonio (MgO-C), sostenuti da un rivestimento di sicurezza permanente in magnesia cotta e da uno strato isolante. Per evitare fermate premature per il rifacimento del rivestimento, le campagne operative prevedono regolari interventi di manutenzione a caldo con materiali speciali per riparazioni mediante proiezione a caldo. Progettiamo e produciamo sistemi completi di rivestimento per convertitori BOF, zona per zona, garantendo un’usura prevedibile di ogni area e campagne prolungate da record.

Com’è strutturato il rivestimento di un convertitore BOF?

  • Mantello in acciaio: Robusta struttura progettata per sopportare la coppia dinamica di inclinazione, la dilatazione termica e la pressione idrostatica dell’acciaio.
  • Strato isolante: Materiale refrattario isolante ceramico ad alta efficienza, che riduce la temperatura del mantello esterno del convertitore e limita le perdite di calore per irraggiamento.
  • Rivestimento di sicurezza permanente: Mattoni refrattari in magnesia cotta ad alta purezza, che fungono da barriera strutturale di sicurezza e proteggono il mantello dietro il rivestimento di lavoro.
  • Rivestimento di lavoro: Mattoni refrattari di MgO-C ad alta densità, legati con resina e a contatto diretto con il metallo caldo, gli urti violenti dei rottami e la scoria, determinano la durata della campagna del forno.
  • Riparazione e manutenzione a caldo: Materiali per riparazioni mediante proiezione a caldo appositamente formulati, applicati durante le finestre operative tra una colata e l’altra per ricostruire le zone di carica dei rottami erose, le aree dei perni di rotazione e il perimetro del foro di colata senza raffreddare il convertitore.
Schema della struttura del rivestimento refrattario di un convertitore BOF - Rivestimento di lavoro in MgO-C, rivestimento di sicurezza permanente, ugelli di insufflazione dal fondo e gruppo del foro di colata

Schema in sezione del rivestimento di un convertitore ad ossigeno basico (BOF): configurazione multistrato con rivestimento di lavoro in MgO-C suddiviso in zone, rivestimento di sicurezza permanente in magnesia cotta, ugelli di insufflazione dal fondo e gruppo del foro di colata.

Quale refrattario è più adatto a ciascuna zona del BOF?

Zona Meccanismo di usura principale Specifiche consigliate per i refrattari
Riparazione a caldo della superficie di lavoro Shock termico tra una colata e l’altra, erosione da impatto dei rottami, dilavamento delle zone dei perni di rotazione Masse da proiezione a caldo e miscele da riparazione in MgO ad alta adesione (consulta la nostra Guida alla riparazione a caldo del convertitore BOF)
Bocca e cono superiore Shock termico, formazione di croste, abrasione meccanica durante la rimozione delle croste Mattone MgO-C ad alta resistenza (o MgO-Al₂O₃-C per cicli termici intensi)
Lato di carica (cuscinetto refrattario per rottami) Forte impatto dei rottami ed erosione turbolenta causata dall'impatto della ghisa calda Mattone MgO-C in magnesia fusa a densità ultraelevata con antiossidanti metallici
Zona dei perni di rotazione Sollecitazioni da inclinazione, irraggiamento dell'arco, intenso dilavamento da scorie e metallo Mattone MgO-C a bassa porosità e alta purezza, con sistema antiossidante multielemento
Linea delle scorie Dissoluzione chimica causata da scorie basiche ad alto contenuto di FeO, flusso termico Mattone MgO-C in magnesia fusa ad alta purezza (C 12–16%)
Lato di colata Erosione dovuta al flusso di colata ad alta velocità, dilavamento da scorie Mattone MgO-C in magnesia fusa con elevato modulo di rottura a caldo
Fondo e raccordo angolare Carico ferrostatico statico, erosione dovuta all'agitazione con gas, shock termico Mattone inferiore denso MgO-C con conducibilità termica bilanciata
Gruppo del foro di colata Forte erosione da vortice, attrito del flusso d'acciaio, ossidazione Manicotti per foro di colata MgO-C ad alta densità, pressati isostaticamente o legati con resina
Agitazione con gas dal fondo Abrasione da getti di gas, fatica termica, erosione da attacco posteriore Mattoni densi MgO-C per tubiere, integrati con tubi in acciaio inossidabile a capillari multipli

Per la scelta dettagliata delle qualità, gli schemi di transizione tra le zone (incluso MgO-Al₂O₃-C per i cicli termici dal cono al cilindro) e le schede tecniche complete, consulta la nostra guida dedicata: Mattoni di carbonio MgO-C, MgO-Al₂O₃-C e Al₂O₃-MgO-C per la produzione dell'acciaio.

Come prolungare la durata della campagna del BOF?

1. Scelta dei refrattari specifica per zona

Adatta la formulazione dei mattoni MgO-C al meccanismo di usura specifico di ciascuna zona invece di utilizzare un'unica qualità uniforme in tutto il convertitore, sincronizzando i tassi di usura di tutte le zone.

2. Protezione avanzata con antiossidanti metallici

Utilizza mattoni a bassa porosità arricchiti con antiossidanti metallici multielemento (Al, Mg, Si) per limitare l'ossidazione della grafite nelle zone ad alta temperatura e mantenere un elevato modulo di rottura a caldo.

3. Manutenzione a caldo attiva e proiezione delle scorie

Combina la proiezione automatizzata delle scorie con la riparazione tramite gunning a caldo mirata per ricostruire i cuscinetti refrattari erosi della zona di carica dei rottami e le cavità dei perni di rotazione tra una colata e l'altra, senza mettere fuori servizio il convertitore.

4. Manutenzione dei componenti modulari

Sostituire i manicotti del foro di colata e le tubiere di agitazione sul fondo secondo programmi di manutenzione indipendenti, utilizzando soluzioni modulari senza dover rifare il rivestimento completo del convertitore.

5. Condizionamento della scoria e controllo della basicità

Mantenere una basicità ottimale della scoria (rapporto V > 3.0) e livelli di saturazione di MgO per ridurre al minimo la dissoluzione chimica del rivestimento di lavoro durante i cicli di soffiaggio.

Dati tecnici necessari per la progettazione e la disposizione personalizzate del rivestimento BOF

Parametri operativi e della scoria del convertitore

Dati di processo e meccanici richiesti:

Punti di verifica della revisione ingegneristica:
  • Capacità e geometria del convertitore: capacità nominale del convertitore (tonnellaggio), disegno del mantello e rapporto volumetrico.
  • Pratiche di carica: rapporto di ghisa liquida, tipo di rottame (demolizioni pesanti o rottame interno) e angolo d’impatto durante la carica.
  • Composizione chimica della scoria: valori obiettivo di basicità della scoria (CaO/SiO₂), intervallo di FeO% e parametri della temperatura di spillaggio.
  • Tempi del ciclo: durata del soffiaggio di ossigeno, frequenza dei risoffi e ciclo tra una colata e l’altra.
  • Prestazioni storiche: obiettivo di colate per campagna, intervallo attuale tra i rifacimenti del rivestimento e registri delle zone critiche soggette a usura.

Domande frequenti: soluzioni refrattarie per convertitori BOF

Di che cosa è composto il rivestimento refrattario di un convertitore BOF?

Il rivestimento di lavoro è realizzato con mattoni MgO-C legati con resina, prodotti con magnesia fusa ad alta purezza e grafite naturale in scaglie, con antiossidanti metallici. È supportato da un rivestimento di sicurezza permanente in magnesia cotta e da una barriera isolante.

Perché le diverse zone di un convertitore BOF richiedono mattoni MgO-C di gradi differenti?

Ogni zona del convertitore è soggetta a diversi meccanismi di usura: l’impatto del rottame sul cuscino di carica, l’intensa dissoluzione chimica in corrispondenza della linea di scoria e lo shock termico vicino alla bocca. Adattare i gradi di MgO-C a queste sollecitazioni localizzate previene guasti prematuri nelle singole zone e uniforma l’usura complessiva del convertitore.

In che modo la riparazione a caldo mediante spruzzatura prolunga la durata operativa del convertitore BOF tra una colata e l’altra?

La riparazione a caldo mediante spruzzatura applica materiali magnesiaci specializzati ad alta adesione sulle superfici incandescenti dei mattoni durante le brevi pause tra una colata e l’altra. Ricostruendo selettivamente le zone sottoposte alle sollecitazioni più elevate, come il cuscino di carica del rottame e le pareti laterali dei perni di rotazione, ripristina lo spessore del rivestimento sacrificale e previene la penetrazione del metallo. Consulta la nostra guida ai materiali per riparazioni a caldo BOF per le specifiche TDS e i dati di adesione.

Fornite manicotti per il foro di colata, tubiere di fondo e massa da spruzzare?

Sì. Forniamo pacchetti BOF completi chiavi in mano: mattoni per il rivestimento di lavoro in MgO-C, gruppi di manicotti per il foro di colata, mattoni per le tubiere di fondo e materiali per riparazioni a caldo a presa rapida.

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