Por Jack Xing, diretor de vendas técnicas, YK Chanshine · Refratários para lingotamento contínuo · Atualizado em
O revestimento do distribuidor determina três coisas ao mesmo tempo. Determina o nível de limpeza do aço entre a panela e o molde. Determina por quanto tempo a sequência pode operar antes que o distribuidor precise ser retirado do carro. E determina quanto gás, mão de obra e tempo de preparação a área de preparação consome entre corridas.
A maioria das usinas de lingotamento contínuo usa um de três sistemas de revestimento de trabalho: placas isolantes, revestimentos projetados / aplicados com desempenadeira ou uma mistura seca para vibração. Este guia compara a composição química, as vantagens e desvantagens operacionais, as opções de ligantes e os procedimentos de instalação, com faixas típicas de TDS e uma lista de verificação para cotações.
Principais pontos deste guia:
- A mistura seca para vibração proporciona a maior vida útil da sequência (20 a mais de 60 horas) e o aço mais limpo, pois não contém água livre e forma uma face quente densa com uma camada de suporte isolante.
- As placas isolantes não exigem equipamento de pré-aquecimento e são fáceis de desincrustar, mas as placas de sílica podem reagir com aço desoxidado com alumínio, causando defeitos por inclusões.
- Os revestimentos projetados têm custo de material intermediário entre os dois, mas exigem cozimento prolongado com gás em alta temperatura (800–1000 °C) para eliminar a água.
- Aços ultrabaixo carbono e graus sensíveis ao hidrogênio exigem ligantes inorgânicos (polifosfato, silicato de sódio ou ácido bórico) para eliminar a absorção de carbono e hidrogênio.
Visão geral: placa vs. revestimento vs. mistura seca para vibração
| Pergunta | Placa | Revestimento projetado / aplicado com desempenadeira | Massa seca vibrável |
|---|---|---|---|
| Água no sistema | Nenhum | Alta | Nenhum |
| Pré-aquecimento | Possibilidade de início a frio | 800–1000 °C, 2–6 h | 200–300 °C, 45–90 min (ou aquecimento rápido) |
| Principal vantagem | Remoção rápida e fácil | Baixo custo de aplicação, bom isolamento | Vida útil longa, face quente densa, aço limpo |
| Principal risco | Problemas com Si, H ou resistência, dependendo do tipo | Ataque pela água, absorção de H e O, lascamento | Exige molde e disciplina |
| Vida útil típica | Sequências curtas | Mais longa que a da placa | Mais de 20 h; foram relatadas 60–70 h |
O revestimento do distribuidor: zonas e camadas
Um distribuidor de lingotamento contínuo tem várias zonas refratárias, cada uma com sua própria função:
- Camada isolante: fica junto à carcaça de aço (placa de silicato de cálcio ou fibra cerâmica) para protegê-la contra superaquecimento.
- Revestimento permanente (de segurança): tijolos de alta alumina ou concreto refratário de baixo teor de cimento que permanecem no lugar por meses.
- Revestimento de trabalho: a camada substituível (placa, revestimento por projeção ou massa seca vibrável) em contato direto com o aço líquido e a escória do distribuidor.
- Componentes de controle de fluxo: bloco de impacto, diques, barragens e inibidores de turbulência que controlam o tempo de residência e a flotação de inclusões.
Placas isolantes
As placas para distribuidores são painéis pré-moldados encaixados ou assentados com argamassa contra o revestimento permanente. Permitem partidas a frio e remoção muito rápida do cascão, sendo populares em lingotadores de tarugos pequenos com sequências curtas.
| Placa | Ideal para | Desempenho | Atenção |
|---|---|---|---|
| Placa de sílica | Aço carbono comum e vergalhões | Baixo custo, instalação fácil | O SiO₂ é reduzido no aço desoxidado com Al, causando inclusões |
| Placa de magnésia | Aços limpos e ligados | Alta basicidade, baixa reatividade | Requer armazenamento cuidadoso para evitar hidratação |
| Placa de forsterita | Classes intermediárias | Expansão térmica equilibrada | Refratariedade inferior à do MgO puro |
Revestimentos por projeção e aplicação com colher
Os revestimentos são aplicados com braços robóticos de projeção ou colheres. Embora custem menos por tonelada do que a massa seca, eles adicionam de 15% a 25% de água, que precisa ser completamente removida por aquecimento a gás:
| Parâmetro | Faixa típica | Impacto no equipamento de lingotamento |
|---|---|---|
| Adição de água | 18–25% (projeção) / 14–18% (aplicação com colher) | Alto risco de hidrogênio se o pré-aquecimento for encurtado |
| Ciclo de aquecimento | 800–1000 °C por 2–6 horas | Consome quantidade significativa de gás combustível na área de preparação |
| Perda por ricochete | 5–12% durante a aplicação | Desperdício de material durante a aplicação por projeção |
Massa seca vibrável
As massas secas vibráveis (80% a 92% de MgO) representam o padrão atual para aço limpo e lingotamento sequencial de alta produtividade. Como são instaladas completamente secas ao redor de um molde aquecido, não há água para evaporar.
| Tipo de ligante | Materiais comuns | Vantagens | Limitações |
|---|---|---|---|
| Orgânico | Resina fenólica, novolaca, piche | Alta resistência a verde após aquecimento a 200–250 °C | Emite fumaça e vapores durante a cura; adiciona C e H |
| Inorgânico | Polifosfato, silicato de sódio, ácido bórico | Sem fumaça, sem absorção de carbono/hidrogênio | Exige controle rigoroso da temperatura do molde |
Especificações típicas de TDS para mistura seca vibratória
| Parâmetro | Grau padrão (tarugos) | Grau de alta pureza (placas / aço limpo) |
|---|---|---|
| Teor de MgO (%) | 82.0–85.0% | 88.0–92.0% |
| Teor de SiO₂ (%) | ≤ 5.5% | ≤ 3.0% |
| Teor de CaO (%) | ≤ 3.0% | ≤ 2.2% |
| Densidade aparente (g/cm³) | 2.10–2.25 | 2.25–2.40 |
| Resistência à compressão a frio (após cura a 250 °C) | ≥ 4.0 MPa | ≥ 5.0 MPa |
| Resistência à compressão a frio (após queima a 1500 °C) | ≥ 18.0 MPa | ≥ 25.0 MPa |
Componentes internos do distribuidor e modificadores de fluxo
Barragens, vertedouros e turbostops pré-moldados atuam em conjunto com a mistura seca vibratória para otimizar o fluxo do fluido, aumentar o tempo de residência e evitar o fluxo direto até a válvula dosadora.
| Formato | Localização | Função principal |
|---|---|---|
| Turbostop / placa de impacto | Diretamente abaixo do tubo longo | Dissipa a energia cinética do jato e evita a formação de vórtices de escória |
| Vertedouro | Entre as zonas de vazamento e de lingotamento | Direciona o fluxo de aço para baixo e retém a escória superior |
| Barragem | À frente da válvula submersa | Direciona o fluxo de aço para cima para favorecer a flotação das inclusões |
Guia de decisão: escolha do revestimento adequado para seu distribuidor
| Tipo de distribuidor | Tipos de aço | Revestimento de trabalho recomendado |
|---|---|---|
| Distribuidor pequeno para tarugos (sequências curtas < 4 corridas) | Vergalhões, barras comerciais | Placa isolante de sílica ou com baixo teor de MgO |
| Distribuidor para tarugos / blocos médios (4–12 corridas) | Aço estrutural, aço carbono SBQ | Revestimento por pulverização de MgO ou mistura seca com 82% de MgO |
| Distribuidor para placas de alta produção (10–30+ corridas) | Estampagem profunda, aço IF, tubos de linha API | Mistura seca vibratória de MgO de alta pureza (88–92% MgO) |
| Distribuidor para aço com teor ultrabaixo de carbono / aço para rolamentos | 100Cr6, cordão para pneus, ULC | Mistura seca de MgO de alta pureza com ligante inorgânico |
Perguntas frequentes (FAQ): sistemas de revestimento de trabalho para distribuidores
Qual é a diferença entre uma mistura seca vibratória para distribuidor e um revestimento?
Um revestimento é misturado com água e aplicado úmido, por isso precisa de um longo aquecimento a 800–1000 °C. Uma massa seca vibrável é aplicada a seco, compactada por vibração em torno de um molde e curada a apenas 200–300 °C, por isso não introduz água livre no revestimento.
Quanto tempo dura uma massa seca vibrável para panela intermediária?
Normalmente, 20 horas de lingotamento ou mais. Há relatos de resultados de alto nível de 60–70 h. A vida útil real depende do tipo de aço, da escória, da temperatura e da qualidade da instalação.
Posso usar uma placa de sílica para aço desoxidado com alumínio?
Não é recomendado. O Al e o Mn do aço reduzem o SiO₂ da placa, formando Al₂O₃ e 2MnO·SiO₂, que aumentam as inclusões de óxidos.
Qual é o melhor ligante para aço com teor ultrabaixo de carbono?
Um ligante inorgânico, como polifosfato, silicato de sódio sólido ou ácido bórico. Ele não adiciona carbono nem hidrogênio e não libera gases irritantes durante a cura.
A que temperatura devo curar uma massa seca para panela intermediária?
Aqueça o molde a 200–300 °C por 1–2 h, remova-o e, em seguida, queime por cerca de 1 h a mais de 1000 °C antes do uso. Siga sempre as instruções do fornecedor.
Por que as barragens e os diques da panela intermediária usam magnésia?
A magnésia mantém sua resistência no aço, custa menos que a alumina-magnésia e absorve inclusões de Al₂O₃ para formar uma camada de espinélio. Também há relatos de que ela leva cerca de 80% menos oxigênio para o aço do que os componentes refratários com alto teor de alumina.
Por que adicionar microssílicas de α-Al₂O₃ e sílica a um concreto refratário para barragem?
As microssílicas de alumina reagem com o MgO para formar espinélio com cerca de 8% de expansão, o que densifica a matriz. As microssílicas de sílica reduzem a hidratação e as trincas, mas formam fases de baixo ponto de fusão, por isso são mantidas em cerca de 2% ou menos.
O que devo enviar para obter uma cotação do revestimento da panela intermediária?
Capacidade, número de veios, tipos de aço, duração da sequência, dados da escória, revestimento atual e modo de falha, restrições relativas ao ligante, quantidade e porto. Responderemos com uma recomendação de qualidade e a ficha técnica (TDS).
Envie os parâmetros do seu equipamento de lingotamento contínuo e as metas da sequência
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