Analyse des causes des dommages causés au corps du four en ferroalliage

Analyse des causes des dommages au corps du four à ferroalliages

Causes et analyse de la défaillance du revêtement du four

1.  Longueur de travail excessive des électrodes : Un fonctionnement prolongé avec une extrémité de travail d'électrode excessivement longue entraîne une consommation importante des réfractaires du fond. Cela entraîne une augmentation anormale de la température dans le foyer du four et peut finalement provoquer une percée.

2.  Longueur de travail insuffisante des électrodes : Inversement, un fonctionnement prolongé avec une extrémité de travail d'électrode courte déplace la zone de haute température vers le haut. Cela provoque des températures anormalement élevées dans les parois du four près de la zone des électrodes et peut entraîner une percée et une fuite de métal/scories autour de la zone du trou de coulée.

3.  Caractéristiques défavorables des scories : Un type de scories déraisonnable ou le non-respect des exigences de contrôle de la basicité peuvent provoquer une surchauffe importante du métal en fusion. Cela accélère la corrosion chimique du revêtement du four, endommageant les matériaux réfractaires.

4.  Cycles thermiques dus aux arrêts/démarrages : Suite à des arrêts prolongés du four, le corps du four est très sensible à la dilatation et à la fissuration. Les opérations fréquentes de démarrage-arrêt rendent les dommages dus aux cycles thermiques évidents, se manifestant souvent par la fissuration des tôles d'acier de la coque du four en raison des fluctuations de température, nécessitant une réparation rapide.

5.  Opérations de soufflage d'oxygène et d'ouverture du trou de coulée : Les pratiques de soufflage d'oxygène et d'ouverture mécanique du trou de coulée provoquent une usure localisée importante du trou de coulée et de la paroi du four environnante. Les briques de carbone et les briques de magnésie peuvent subir des réactions d'oxydation à des températures élevées. La structure affaiblie et altérée qui en résulte (un « faux revêtement ») ne parvient pas à assurer une protection adéquate, ce qui accélère considérablement la détérioration physique du four.

6.  Fuite d'eau et forte humidité de la charge : Les fuites d'eau du four ou les matériaux de charge contenant de l'humidité introduisent de l'eau dans le four. Bien qu'une partie s'évapore, le reste peut se dissocier à des températures élevées, générant de l'oxygène qui corrode la paroi du four.

7.  Corrosion à des températures élevées (par exemple, température de Taman) : Dans des zones comme le revêtement de travail des fours à ferrochrome à haute teneur en carbone, les briques de magnésie en contact avec les scories sont soumises à l'érosion chimique et à l'impact mécanique du métal chaud et des scories. Lorsque les températures atteignent des niveaux critiques (par exemple, la température de Taman), des changements dans la composition et la minéralogie des briques se produisent. Même en dessous du point de fusion, des processus de diffusion destructeurs commencent.

Résumé des principaux mécanismes de dommages

Sur la base de ce qui précède, les principaux facteurs de dommages peuvent être classés en mécanismes physiques, chimiques et mécaniques :

1.  Fusion/Érosion : Se produit lorsque la température de fonctionnement du réfractaire dépasse sa limite réfractaire ou sa résistance aux milieux corrosifs. La fusion et l'érosion sévère sont souvent observées dans la paroi du four près de la zone de l'arc et au fond du four sous la pointe de l'électrode. L'analyse des données des thermocouples du foyer montre généralement les températures les plus élevées au fond, directement sous l'électrode. Une extrémité de travail d'électrode excessivement longue aggrave considérablement cette augmentation de la température du fond.

2.  Attaque chimique : Fait référence aux diverses réactions chimiques entre les matériaux réfractaires et les scories, le métal en fusion, l'atmosphère du four, la poussière et les gaz d'échappement. Cela comprend les réactions gaz-solide, liquide-solide, liquide-liquide et gaz-liquide. L'attaque chimique par le métal en fusion devient particulièrement sévère lorsque la température de fonctionnement du réfractaire approche ou dépasse sa limite de service.

3.  Action mécanique/Abrasion : Dans le revêtement de travail, les réfractaires à des températures supérieures à leur point de ramollissement sous charge deviennent très vulnérables à l'usure mécanique et à la perte causées par le mouvement et l'impact du métal en fusion et des scories.

4.  Écaillage et fissuration : Dans des conditions de choc thermique ou de charge thermique inégale, la contrainte thermique interne dans le réfractaire peut dépasser sa résistance structurelle, entraînant des dommages localisés, des fissures et de l'écaillage. Ce phénomène est particulièrement évident dans la structure du four après des arrêts prolongés et des réchauffements ultérieurs et peut également être observé dans les canaux de coulée du trou de coulée.

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