Na produção de aço em fornos elétricos a arco, a qualidade e o desempenho da massa de compactação inferior são essenciais para garantir a integridade do forno, prolongar a vida útil e otimizar a eficiência da produção de aço. Então, quais são as características técnicas essenciais de uma massa de compactação inferior ideal para fornos elétricos a arco?
- Sinterização rápida para formar uma camada de trabalho densa
- Transição de fase de compostos de baixo ou médio ponto de fusão para alto ponto de fusão
- Resiste à penetração de escória, mantendo uma ligeira porosidade nas camadas mais profundas
Como a massa de compactação inferior do forno a arco elétrico funciona e se desgasta ao longo do tempo?
O processo de sinterização da massa seca para compactação inicia após a energização do forno. Quando a temperatura atinge cerca de 1250 °C, componentes menores de Fe₂O₃ ajudam a reduzir o ponto de fusão do CaO, produzindo uma pequena quantidade de fase líquida que se dissolve em periclásio (MgO). Por outro lado, parte do MgO também se dissolve em ferrita de cálcio, formando soluções sólidas limitadas, que facilitam a etapa inicial de sinterização.
À medida que a sucata derrete e a temperatura aumenta, essas fases evoluem. As fases líquidas ricas em CaO podem precipitar como cristais de CaO, transformar-se em silicato de cálcio (C₂S) ou enriquecer em zonas ricas em cálcio. Eventualmente, os componentes brutos passam de estruturas de MgO + C₂F para RO + SiO₂, completando o processo de sinterização.
Além disso, a interação entre o periclásio e o vapor de água pode gerar gás hidróxido de magnésio:
MgO(s) + H₂O(g) → Mg(OH)₂(g)
2MgO(s) + H₂O(g) → 2Mg(OH)(g) + ½O₂(g)
Isso destaca a importância da prevenção da umidade, especialmente durante a construção e o pré-aquecimento do forno. Vazamentos de água ou umidade podem dificultar significativamente o processo de sinterização e causar rachaduras.
A sinterização adequada garante um fundo de forno estável, o que também ajuda a absorver o impacto das operações de carregamento. No entanto, se as temperaturas ficarem muito altas, a migração excessiva de fases líquidas em direção ao aço fundido pode levar à formação de trincas superficiais. Portanto, manter o controle ideal da temperatura durante o pré-aquecimento é essencial para preservar a integridade da camada sinterizada e atender aos requisitos metalúrgicos do processo de fabricação do aço.
Mecanismo de desgaste e benefícios de desempenho
A corrosão da camada de compactação do fundo do forno de arco elétrico (EAF) é uma reação lenta e cíclica, regida pelo tempo e pela temperatura. A cada corrida de produção de aço, a superfície de trabalho sofre uma fina reação de oxidação, tipicamente com profundidade de 1 mm, e é regenerada no ciclo seguinte. Essa regeneração dinâmica torna os fundos de fornos revestidos com massa de compactação mais estáveis quimicamente e mais duráveis do que os revestimentos tradicionais de tijolos.
É importante ressaltar que o nível de compactação durante a instalação desempenha um papel decisivo. Massas de compactação mal compactadas podem levar à fusão localizada, ao desprendimento de blocos ou até mesmo à penetração de aço frio. Portanto, uma compactação meticulosa durante a construção é essencial para maximizar o desempenho do serviço e a longevidade do forno.
