1. Propósito del tapado de cucharas
En los últimos años, debido a la crisis financiera de exceso de capacidad en las empresas siderúrgicas, las ganancias de las grandes empresas siderúrgicas han disminuido gradualmente, e incluso la situación de pérdida año tras año. Con el desarrollo del proceso de colada continua, la optimización de la estructura del proceso de producción y el ahorro de energía y la reducción del consumo se han convertido en la tendencia de desarrollo, cómo mejorar el nivel de operación y reducir la caída de temperatura durante el vertido de la cuchara (reducir la temperatura del acero) se ha convertido en un tema importante de investigación reciente de varias empresas siderúrgicas. El control de la caída de temperatura del acero fundido en el proceso de transporte, refinación y vertido se ha convertido cada vez más en un factor clave en la etapa reciente de innovación de la industria siderúrgica. El cambio del estado térmico de la cuchara es también uno de los factores importantes para establecer el sistema de compensación de temperatura del acero fundido en el convertidor.
En el proceso de transporte, refinación y vertido de la cuchara, existen dos formas principales de pérdida de calor: una es a través de la conducción de calor del material de revestimiento de la cuchara, y la otra es la conducción de calor y la radiación de calor del acero fundido superior en contacto con el aire. Después de que se agrega la cubierta de la cuchara a la cuchara durante el proceso de rotación, desempeña un buen papel en la protección de la disipación de calor de la cuchara, y también hace que el estado térmico de la cuchara sea más estable durante el proceso de rotación, creando condiciones para controlar con precisión la temperatura y la caída de temperatura de la cuchara, y reduciendo aún más la pérdida de calor de la cuchara durante el proceso de rotación.
2. El desarrollo de la cuchara que abarca todo el proceso en China
La tecnología de recubrimiento de cuchara se utiliza en algunas grandes empresas siderúrgicas de China, como Handan Steel, Tang Steel, Masteel, Xing Steel, Lian Steel, etc. Al tomar medidas técnicas como el recubrimiento de cuchara, la mejora de la rotación de cuchara y la fundición a baja temperatura y alta velocidad de tracción, la caída de temperatura del acero en el segundo laminador de Tangsteel se reduce en 20 grados, 11,1 grados y 25,9 grados respectivamente después de soplar amoniaco desde el trefilado de acero hasta el fondo de la cuchara, durante la elevación de la cuchara y la fundición. A través del proceso de tapado de cuchara, la temperatura promedio del convertidor se reduce entre 10 y 30 grados, y la tasa de paso de la temperatura de la cuchara de la máquina de colada continua aumenta en un 8%. En comparación con el horneado de cuchara durante 8 horas después del tapado, la temperatura de revestimiento de la cuchara aumenta en 8 grados, lo que crea condiciones para la producción del convertidor y el ahorro de energía.
Sin embargo, durante mucho tiempo, las unidades de diseño nacionales y los fabricantes de tapas de cucharas solían utilizar estructuras de fundición pesada, estructuras compuestas de manta de fibra de aislamiento de fundición y estructuras de manta de fibra. Estos métodos resuelven el problema de la caída de la temperatura del agua del acero hasta cierto punto, pero es difícil resolver fundamentalmente el problema de la longevidad liviana de la tapa de cuchara, lo que genera obstáculos para la promoción e innovación de la tapa de cuchara. Las principales razones son las siguientes:
1) La densidad del material refractario de cubierta pesada es relativamente pesada (2,8 g/cm³). Cuando se descarga a alta temperatura, la cara de trabajo se ve afectada por la fuerza de tracción en el lado posterior, y las propiedades mecánicas del marco de metal son bajas a alta temperatura, y el material refractario pesado tiene baja capacidad para soportar la fuerza de tracción. Cuando se descarga a alta temperatura, la protuberancia exterior de la cubierta hace que la placa de cubierta se abulte, lo que afecta la vida útil de la cubierta. Además, la resistencia al choque térmico del material refractario pesado es pobre y la conductividad térmica es grande, la pérdida de calor de la radiación y conducción del acero fundido es grande durante el uso del acero fundido, y el efecto de ahorro de energía de todo el tapado de cuchara no es muy ideal, lo que limita el desarrollo del tapado de cuchara.
2) Se muestra el efecto de ahorro de energía del uso de bloques plegables de fibra en toda la cubierta de la cuchara, y la densidad de los bloques plegables de fibra es pequeña, pero bajo el estado de alta temperatura de la radiación de acero fundido, el límite de grano de la fibra refractaria se llena continuamente con átomos similares (partículas) y se produce una solución sólida durante el crecimiento del grano, y el enriquecimiento de impurezas en el límite de la muestra está aumentando. Las impurezas tienen una disposición irregular, una pequeña fuerza de unión y una fuerte sensibilidad al cambio de temperatura. Como resultado, la resistencia en el límite de grano es mucho más débil que la unión entre redes, lo que hace que la tensión penetre en el límite de grano en el diámetro reducido, lo que hace que la varilla de fibra se rompa (es decir, polvo). Se cayeron grandes trozos de bloque plegable de fibra y la alta temperatura de la radiación de acero fundido a través del bloque plegable de fibra que cayó quemó la lámina de hierro de la cubierta, y también limitó el desarrollo de todo el proceso de tapado de cuchara.