December 16, 2025
Ferro-legeringsoven: Een methode om vroegtijdig falen van de koolstofbekleding te voorkomen
Koolstofgebaseerde bekledingen zijn het materiaal bij uitstek voor de meeste ferro-legeringsoven bekledingen. Naarmate de capaciteit van ondergedompelde boogovens (SAFs) echter blijft toenemen, is het probleem van vroegtijdig falen van de bekleding prominent geworden. Dit document schetst een relatief eenvoudige maar effectieve technologische oplossing om deze langdurige uitdaging in de industrie aan te pakken.
Een onderzoek naar de huidige constructiemethoden voor koolstofovens onthult drie primaire technieken:
1. De "Naadloze" Methode met Koolstofstenen
2. De Methode met Brede Voegen van Koolstofstenen
3. De Monolithische Stampmethode met Koud-Stampende Pasta
Elke methode heeft inherente nadelen:
"Naadloze" Methode met Koolstofstenen: Echte naadloosheid is onbereikbaar. Gesmolten metaal kan doordringen via microscheuren in de steenvoegen, onder de stenen infiltreren en ervoor zorgen dat ze omhoogkomen, wat leidt tot volledig falen van de bekleding.
Methode met Brede Voegen van Koolstofstenen: Dit omvat het machinaal bewerken van ringvormige groeven in de zijkanten van koolstofstenen, waardoor tijdens de constructie openingen van ongeveer 50 mm ontstaan, die vervolgens worden opgevuld met koud-stampende pasta. De zwakte ligt in de relatief losse structuur van de brede voegvuller, die de dichtheid en corrosiebestendigheid van de onder hoge druk geperste koolstofstenen mist. Bijgevolg eroderen deze voegen voortijdig, waardoor gesmolten metaal snel de bodem van de steen kan bereiken en falen kan veroorzaken.
Monolithische Methode met Koud-Stampende Pasta: De resulterende bekledingsstructuur is minder dicht dan koolstofsteen, wat leidt tot inferieure prestaties en een aanzienlijk kortere levensduur.
Innovatieve Oplossing
Door uitgebreid onderzoek heeft de auteur een nieuwe ovenconstructiemethode ontwikkeld die de voordelen van bestaande technieken combineert. Deze methode maakt gebruik van de hot-melt eigenschappen van koolstofpasta—vast bij kamertemperatuur maar in staat om te smelten, te versmelten en uiteindelijk te grafitiseren bij hoge temperaturen—om de kritieke zwakte van steenvoegen aan te pakken. Het doel is om vroegtijdig falen van de bekleding te voorkomen, waardoor de levensduur van de bekleding wordt verlengd en een hardnekkig probleem in de industrie wordt overwonnen. Deze methode heeft een nationaal gebruiksmodelpatent gekregen.
De basis van deze aanpak is de "naadloze" koolstofsteenmethode, met een speciale behandeling die wordt toegepast op de kwetsbare punten van de bekleding: de steenvoegen, gecategoriseerd als verticale voegen en horizontale (platte) voegen.
1. Speciale Behandeling van Verticale Voegen
De verticale voegbehandeling omvat het machinaal bewerken van twee omgekeerde zwaluwstaartafdichtingsgroeven rond de omtrek van elke koolstofsteen. Deze groeven worden gevuld met een speciaal geformuleerde, lage-expansie grove voegpasta. Dit transformeert elke koolstofsteen in een composietstructuur, bestaande uit een voorgebakken koolstofmatrix geïntegreerd met een continue band van zelfbakend pastamateriaal.
Nadat de SAF-bekleding is geconstrueerd met behulp van de "naadloze" metselmethode en de oven in gebruik is genomen, zorgt de temperatuurstijging ervoor dat de vooraf geïnstalleerde zelfbakende pasta in de omgekeerde zwaluwstaartgroeven smelt, versmelt, bakt en stolt. Dit proces sluit de verticale voegen tussen aangrenzende stenen effectief af, analoog aan een afdichtingsring in mechanische constructies, waardoor de penetratie van gesmolten metaal wordt geblokkeerd. Cruciaal is dat, omdat dit afdichtingselement in het steenlichaam is ingebed, het wordt beschermd tegen directe uitspoeling door het gesmolten metaal. Hierdoor kan zelfs de aanvankelijk losse pastastructuur voldoen aan de praktische servicevereisten.
2. Speciale Behandeling van Horizontale Voegen
Een typisch ovenbekledingsontwerp maakt gebruik van drie lagen koolstofstenen, wat resulteert in twee horizontale voegen, waarbij elke laag 45° ten opzichte van de laag eronder is versprongen. Omgekeerde zwaluwstaartgroeven, breder en ondieper dan de zijgroeven, worden machinaal bewerkt op de pasvlakken (boven- en onderkant) van de koolstofstenen. Deze worden, samen met de zijgroeven, gevuld met zelfbakende pasta, aangestampt en glad geslepen.
Wanneer de oven in bedrijf wordt gesteld, vormen deze horizontale groeven een plat, prismatisch netwerk. Op de kruispunten van boven- en ondersteen groeven versmelt de pasta, waardoor een robuust netwerk ontstaat dat de boven- en onderlagen van koolstofstenen integraal verbindt. Deze structuur zorgt ervoor dat, zelfs als gesmolten metaal tot de bodem van een steen doordringt, het de steen niet kan laten omhoogkomen.
Conclusie
Door gedifferentieerde behandeling van verticale en horizontale voegen worden de koolstofstenen die de ovenbekleding vormen—inclusief muurstenen en tapgatstenen—veilig met elkaar verbonden tot een samenhangend geheel. Dit voorkomt effectief metaalpenetratie en biedt een elegante oplossing voor een langdurige uitdaging in de industrie.
Deze methode is zowel eenvoudig te implementeren als zeer effectief. Het verdient aandacht en adoptie binnen de industrie. De wijdverspreide promotie en toepassing ervan zullen naar verwachting de levensduur van de ovenbekleding aanzienlijk verlengen, de productiekosten aanzienlijk verlagen en de bekledingstechnologie naar een nieuw niveau tillen.
Wij zijn een professionele fabrikant van elektrische ovens. Voor verdere vragen, of als u ondergedompelde boogovens, elektrische boogovens, pan-raffinageovens of andere smeltapparatuur nodig heeft, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen via susan@aeaxa.com
