La alúmina blanca fundida (WFA) desempeña un papel fundamental en los hornos cuchara de acero (SLF) como material refractario de alto rendimiento, utilizado principalmente en revestimientos y componentes funcionales para soportar condiciones de operación rigurosas. Sus funciones principales se centran en proteger la estructura del horno, garantizar la calidad del acero y prolongar la vida útil. Sus funciones específicas se detallan a continuación:
1. Revestimiento refractario para zonas críticas del horno
El WFA es una materia prima clave para la fabricación de ladrillos/hormigones refractarios utilizados en revestimientos de hornos cuchara de acero, centrándose en áreas de alto desgaste y alta corrosión:
- Revestimiento de la carcasa de la cuchara : se mezcla con otros materiales refractarios (por ejemplo, bauxita, espinela) para producir ladrillos/materiales refractarios con alto contenido de alúmina, formando un aislamiento térmico y una barrera antierosión entre la carcasa de acero y el acero fundido/escoria.
- Zona de la línea de escoria : La línea de escoria está sujeta a una severa erosión química por la escoria fundida (con alto contenido de CaO y SiO₂) y el desgaste mecánico. El alto contenido de Al₂O₃ (≥98 %) y la estructura densa del WFA resisten la penetración y disolución de la escoria, lo que reduce el desgaste del revestimiento.
- Áreas de fondo y boquillas : Se utiliza en componentes refractarios como fondos de cucharas y boquillas de entrada sumergidas (SEN), aprovechando su alta resistencia mecánica para soportar el impacto del acero fundido y evitar daños estructurales.
2. Componentes refractarios funcionales
El WFA se procesa en piezas funcionales especializadas que participan directamente en las operaciones del horno:
- Cuchara (Tapones porosos de cuchara) : El WFA se utiliza como agregado principal para los tapones porosos, que inyectan argón en la cuchara para remover el acero fundido. Su alta estabilidad térmica y resistencia a la corrosión evitan la obstrucción o los daños del tapón causados por el acero fundido o la escoria, garantizando una agitación uniforme.
- Hormigones refractarios para reparación : Los hormigones a base de WFA (bajos en cemento o ultrabajos en cemento) se utilizan para la reparación in situ de revestimientos desgastados. Presentan buena fluidez y propiedades de curado rápido, lo que permite un mantenimiento rápido y prolonga la vida útil de la cuchara.
3. Mejora de la calidad del acero y la estabilidad operativa del horno
- Minimización de la contaminación por impurezas : WFA tiene un contenido de impurezas ultra bajo (Fe₂O₃, SiO₂ ≤1,5%), por lo que no introduce elementos dañinos (por ejemplo, Fe, Si) en el acero fundido durante el servicio, lo que garantiza la pureza de aceros especiales (por ejemplo, acero aleado, acero inoxidable).
- Resistencia al choque térmico y a la deformación estructural : Los hornos cuchara de acero se someten a frecuentes ciclos de temperatura (desde temperatura ambiente hasta más de 1600 °C). La moderada resistencia al choque térmico y el bajo coeficiente de expansión térmica del WFA previenen el agrietamiento o desconchado del revestimiento, manteniendo la integridad estructural y evitando el riesgo de fugas de acero fundido.
- Prolongación de la vida útil : en comparación con los materiales refractarios convencionales (por ejemplo, corindón marrón), la resistencia superior a la corrosión y al desgaste de WFA prolonga la vida útil de los revestimientos y componentes de las cucharas entre un 20 y un 50 %, lo que reduce el tiempo de inactividad para el reemplazo del revestimiento y disminuye los costos de producción.
4. Optimización del rendimiento refractario mediante formulaciones compuestas
En aplicaciones prácticas, el WFA a menudo se combina con otros materiales para equilibrar el rendimiento:
- Mezclado con espinela (MgAl₂O₄) para mejorar la resistencia al choque térmico, adecuado para zonas de cuchara con cambios frecuentes de temperatura.
- Mezclado con materiales carbonosos (por ejemplo, grafito) para mejorar la resistencia a la escoria, apuntando a áreas de líneas de escoria de alta corrosión.
- Se utiliza como aditivo en polvo fino en moldes refractarios para aumentar la densidad y reducir la porosidad, mejorando la capacidad antierosión general del material.
