La cuchara es un recipiente indispensable en el proceso de fabricación de acero. Con el desarrollo continuo de la tecnología de refinación, especialmente el procesamiento de LF y RH fuera del horno, su función ha evolucionado desde la más simple retención de acero fundido hasta un horno que realiza una determinada función de fundición. El acero fundido que permanece en la cuchara durante mucho tiempo conducirá inevitablemente a la pérdida de temperatura del acero fundido, y la alta conductividad térmica del revestimiento de la cuchara conducirá a la disipación de calor agravada del acero fundido, la deformación de la carcasa de la cuchara es más grave, la tasa de caída de la temperatura del agua del acero aumenta, lo que resulta en escoria grave colgada en la pared de la cuchara, nódulos y acero frío.
La temperatura excesivamente baja, e incluso el vertido forzado de la cuchara, no solo afecta la calidad de la palanquilla de fundición, la baja tasa de recuperación de acero, sino que también aumenta el costo de producción. Por lo tanto, la cuchara de aislamiento térmico se está convirtiendo cada vez más en una demanda de las acerías. El modo estructural del material resistente de la cuchara de aislamiento suele ser una placa de aislamiento ligero o nanoplaca + capa permanente moldeable + material resistente de la capa de trabajo.
El propio panel de aislamiento necesita una capa de material refractario para proteger, el material para proteger el material de aislamiento de demasiada presión, el segundo para proteger el material de aislamiento no exceda la temperatura de uso (como debe ser inferior a 1000 grados C), entonces la capa permanente de la cuchara moldeable es este material importante. El material resistente de capa permanente ideal de la cuchara de aislamiento térmico debe tener buena estabilidad térmica, aislamiento térmico, resistencia a la corrosión, aplicación segura y confiable, estructura completa, larga vida útil, etc. Para mantener el buen rendimiento de aislamiento de la cuchara y reducir la caída de la temperatura del agua de acero, el rendimiento del nuevo CA6 moldeable y el moldeable de mullita ligera se evaluaron respectivamente en este trabajo y se aplicaron a la cuchara, logrando un mejor efecto de aislamiento integral.
1. Proceso de prueba
En la actualidad, el material de la capa permanente de la cuchara es principalmente el moldeable de alto contenido de aluminio común, y la materia prima principal es la bauxita. Existen las siguientes deficiencias en el uso de este moldeable refractario: primero, alta conductividad térmica, lo que resulta en pérdida de energía durante el uso; segundo, la refractariedad es baja, si el uso de la capa de trabajo es anormal, cuando el acero fundido entra en contacto directo con la capa permanente, la probabilidad de fuga por penetración es grande y el factor de seguridad es bajo; tercero, la densidad aparente es mayor y el peso de la cuchara vacía es mayor. Por lo tanto, no se cumplen los requisitos especiales para el aislamiento de la cuchara, y es necesario desarrollar un nuevo tipo de moldeable de capa permanente con excelentes propiedades integrales. En este documento, se preparan y prueban nuevos moldeables CA6 y moldeables de mullita ligera.
1) Materias primas y plan de pruebas
El CA6₃ (CaAl12O19, CA6) es la fase de aluminato de calcio con el mayor contenido en el sistema CaO-Al₂O₃. Su punto de fusión es de 1875 grados, el coeficiente de expansión térmica es de 8.0×10-6 grados ⁻¹, la densidad aparente de las partículas es de 2,70 g·cm⁻³ y la porosidad aparente es del 26,8%. La propiedad refractaria del material es similar a la del corindón en placa, y la conductividad térmica es solo 1/3 de la del corindón. Es un nuevo tipo de materia prima de aislamiento térmico de alta calidad que ha surgido en los últimos años. El moldeable CA6 está hecho de CA6 como agregado, y la matriz está hecha de polvo de corindón en placa, polvo de óxido de aluminio y cemento de aluminato de calcio como aglutinante. La densidad aparente de las partículas esféricas de mullita ligera es de 1,59 g·cm⁻³ y la porosidad aparente es del 38,9 %. La mullita ligera moldeable está hecha de bolas de mullita ligera esféricas microporosas M70 como agregado, y la parte de la matriz está hecha de polvo fino de corindón en placa, polvo de óxido de aluminio y cemento de aluminato de calcio como aglutinantes para garantizar una mejor resistencia a la erosión de la escoria y mejorar la seguridad de la capa permanente.