December 16, 2025
Piec ferrostopowy: Metoda zapobiegania wczesnemu uszkodzeniu wyściółki węglowej
Wyściółki na bazie węgla są materiałem z wyboru dla większości pieców ferrostopowych wyściółkowych. Jednak w miarę jak pojemność pieców łukowych zanurzonych (SAFs) wciąż rośnie, problem przedwczesnego uszkodzenia wyściółki stał się widoczny. Niniejszy dokument przedstawia stosunkowo proste, a zarazem skuteczne rozwiązanie technologiczne, mające na celu rozwiązanie tego długotrwałego wyzwania branżowego.
Badanie obecnych metod budowy wyściółek węglowych pieców ujawnia trzy podstawowe techniki:
1. Metoda "bezszwowa" z cegieł węglowych
2. Metoda z szerokimi spoinami z cegieł węglowych
3. Metoda monolitycznego ubijania pastą do ubijania na zimno
Każda metoda ma wady:
Metoda "bezszwowa" z cegieł węglowych: Prawdziwa bezszwowość jest nieosiągalna. Stopiony metal może przenikać przez mikropęknięcia w spoinach cegieł, infiltrować pod cegły i powodować ich unoszenie się, prowadząc do całkowitego uszkodzenia wyściółki.
Metoda z szerokimi spoinami z cegieł węglowych: Polega to na obróbce skrawaniem rowków pierścieniowych w bokach cegieł węglowych, pozostawiając podczas budowy szczeliny o szerokości około 50 mm, które następnie wypełniane są pastą do ubijania na zimno. Słabość tkwi w stosunkowo luźnej strukturze wypełniacza szerokich spoin, który nie ma gęstości i odporności na korozję prasowanych pod wysokim ciśnieniem cegieł węglowych. W konsekwencji spoiny te ulegają przedwczesnej erozji, pozwalając stopionemu metalowi szybko dotrzeć do dna cegły i wywołać uszkodzenie.
Metoda monolityczna z pastą do ubijania na zimno: Powstała struktura wyściółki jest mniej gęsta niż cegła węglowa, co prowadzi do gorszych osiągów i znacznie krótszej żywotności.
Innowacyjne rozwiązanie
Dzięki szeroko zakrojonym badaniom autor opracował nowatorską metodę budowy pieca, która łączy zalety istniejących technik. Metoda ta wykorzystuje właściwości topnienia pasty węglowej—stałej w temperaturze pokojowej, ale zdolnej do topienia, łączenia i ostatecznie grafityzacji w wysokich temperaturach—aby rozwiązać krytyczną słabość spoin cegieł. Celem jest zapobieganie wczesnemu uszkodzeniu wyściółki, tym samym wydłużenie jej żywotności i pokonanie uporczywego problemu branżowego. Metoda ta została nagrodzona krajowym patentem na model użytkowy.
Podstawą tego podejścia jest metoda "bezszwowa" z cegieł węglowych, ze specjalnym traktowaniem zastosowanym w punktach krytycznych wyściółki: spoinach cegieł, podzielonych na spoiny pionowe i spoiny poziome (płaskie).
1. Specjalne traktowanie spoin pionowych
Traktowanie spoin pionowych obejmuje obróbkę skrawaniem dwóch odwróconych rowków uszczelniających w kształcie jaskółczego ogona wokół obwodu każdej cegły węglowej. Rowki te wypełniane są specjalnie opracowaną, niskorozprężną pastą do spoin grubych. Przekształca to każdą cegłę węglową w strukturę kompozytową, składającą się z wstępnie wypalonej matrycy węglowej zintegrowanej z ciągłym pasem materiału pasty do samowypieku.
Po zbudowaniu wyściółki SAF metodą "bezszwową" i uruchomieniu pieca, wzrost temperatury powoduje topienie, łączenie, wypiekanie i zestalanie wstępnie zainstalowanej pasty do samowypieku w rowkach w kształcie odwróconego jaskółczego ogona. Proces ten skutecznie uszczelnia spoiny pionowe między sąsiednimi cegłami, analogicznie do pierścienia uszczelniającego w zespołach mechanicznych, blokując w ten sposób penetrację stopionego metalu. Co najważniejsze, ponieważ ten element uszczelniający jest osadzony w korpusie cegły, jest chroniony przed bezpośrednim wypłukiwaniem przez stopiony metal. Pozwala to nawet początkowo luźnej strukturze pasty spełniać praktyczne wymagania eksploatacyjne.
2. Specjalne traktowanie spoin poziomych
Typowa konstrukcja wyściółki pieca wykorzystuje trzy warstwy cegieł węglowych, co daje dwie spoiny poziome, przy czym każda warstwa jest przesunięta o 45° względem warstwy poniżej. Odwrócone rowki w kształcie jaskółczego ogona, szersze i płytsze niż rowki boczne, są obrabiane na powierzchniach przylegających (górnej i dolnej) cegieł węglowych. Te, wraz z rowkami bocznymi, są wypełniane pastą do samowypieku, ubijane i wygładzane.
Gdy piec zostaje uruchomiony, rowki poziome tworzą płaską, pryzmatyczną siatkę. Na przecięciach górnych i dolnych rowków cegieł pasta łączy się, tworząc solidną sieć, która integralnie łączy górną i dolną warstwę cegieł węglowych. Struktura ta zapewnia, że nawet jeśli stopiony metal przeniknie do dna cegły, nie spowoduje to jej unoszenia się.
Wnioski
Dzięki zróżnicowanemu traktowaniu spoin pionowych i poziomych, cegły węglowe tworzące wyściółkę pieca—w tym cegły ścienne i cegły otworu spustowego—są bezpiecznie połączone w spójną całość. Skutecznie zapobiega to penetracji metalu, stanowiąc eleganckie rozwiązanie długotrwałego wyzwania branżowego.
Metoda ta jest zarówno prosta w implementacji, jak i wysoce skuteczna. Zasługuje na uwagę i przyjęcie w branży. Oczekuje się, że jej powszechne promowanie i stosowanie znacznie wydłuży żywotność wyściółki pieca, znacznie obniży koszty produkcji i podniesie technologię wyściółki na nowy poziom.
Jesteśmy profesjonalnym producentem pieców elektrycznych. W przypadku dalszych pytań lub jeśli potrzebujesz pieców łukowych zanurzonych, pieców łukowych elektrycznych, pieców do rafinacji w kadzi lub innego sprzętu do topienia, nie wahaj się skontaktować z nami pod adresem susan@aeaxa.com
