December 29, 2025
Forno de Silício Industrial: Métodos de Reparo para o Orifício de Vazamento de Tijolo de Carbono
O forno de silício industrial é um tipo de forno de arco submerso usado especificamente para produzir silício fundido. Dentro do forno, a área do orifício de vazamento (ou "olho do forno") é o elo mais fraco, sofrendo os danos mais rápidos devido à erosão severa da escória de alta temperatura e do silício fundido. Esta seção crítica é tipicamente revestida com tijolo de carbono.
1. Mecanismos de Danos do Tijolo de Carbono do Orifício de Vazamento
Os danos aos tijolos de carbono no orifício de vazamento resultam principalmente de dois fatores: a suscetibilidade inerente do carbono à oxidação e a erosão mecânica de fluidos de alta temperatura.
1.1 Oxidação do Tijolo de Carbono
Embora os tijolos de carbono ofereçam vantagens significativas para esta aplicação, eles possuem uma falha crítica: suscetibilidade à oxidação. A área do orifício de vazamento está perpetuamente exposta ao ar, o que acelera a taxa de oxidação dos tijolos de carbono.
1.2 Erosão Mecânica
O desgaste mecânico ocorre de várias fontes:
A ação de descarga do silício fundido durante a vazão, que gradualmente aumenta o orifício de vazamento.
Operações agressivas de limpeza mecânica quando a escória de alta viscosidade causa fluxo deficiente ou abertura difícil do orifício de vazamento.
Descascamento térmico causado por flutuações rápidas de temperatura entre a fase de vazamento quente e a fase subsequente de tamponamento/resfriamento, devido ao ciclo de operação intermitente do forno.
Distribuição de corrente desequilibrada dentro do forno de arco submerso, que pode criar pontos quentes localizados e acelerar o desgaste do orifício de vazamento.
2. Métodos de Reparo do Orifício de Vazamento
A exposição prolongada aos gases do forno, silício fundido e escória corrói e erode o orifício de vazamento em uma forma oval. Uma vez ampliado, torna-se difícil de tampar, levando a vazamentos e "esgotamentos", necessitando de reparo ou substituição.
2.1 Método de Reparo Tradicional
A abordagem convencional envolve técnicos reparando manualmente o orifício de vazamento danificado. O processo inclui:
Limpeza de depósitos de silício e escória da área.
Preenchimento do orifício de vazamento danificado, por dentro e por fora, com pasta de eletrodo.
Formação de uma camada protetora externa usando um refratário moldável.
Em uma operação típica com cinco orifícios de vazamento em rotação, cada um requer reparo após 5-7 dias de uso. Esta manutenção frequente impacta negativamente os principais indicadores técnicos e econômicos, caracterizados por alta intensidade de mão de obra, más condições de trabalho, longo tempo de inatividade, alto custo e baixa eficiência geral.
2.2 Tecnologia Avançada de Reparo do Orifício de Vazamento
Para resolver as ineficiências do método tradicional, uma nova tecnologia de reparo foi desenvolvida. O procedimento específico é o seguinte:
① Remoção de Precisão: Use uma plataforma de perfuração especializada para perfurar o tijolo de carbono danificado. A profundidade e o diâmetro do furo são determinados pela extensão dos danos.
② Preenchimento Composto: Preencha a cavidade recém-criada com um material composto feito de pasta de eletrodo, carboneto de silício e piche. Este enchimento é escolhido por suas excelentes propriedades de fluidez e ligação quando aquecido, permitindo que ele sinterize em uma estrutura monolítica com o tijolo de carbono original. O componente de carboneto de silício adiciona resistência à oxidação e ao desgaste, estendendo a vida útil.
③ Inserção de Manga de Grafite: Insira uma manga de carbono de grafite na cavidade preenchida. A manga de grafite oferece resistência superior ao desgaste mecânico, resistência à oxidação e proteção contra corrosão para a estrutura do orifício de vazamento.
④ Vedação de Lacunas: Use pasta de eletrodo e pasta de lacunas finas para selar quaisquer lacunas restantes entre o enchimento e a manga de grafite, garantindo que o tijolo de carbono e a manga sejam fundidos durante a coqueificação.
⑤ Reparo do Canal: Repare o canal de vazamento com um material moldável de alta alumina e, em seguida, aplique uma camada protetora de pasta de eletrodo.
Após este reparo, a queima controlada é necessária antes que o orifício de vazamento seja devolvido ao serviço. Esta tecnologia avançada ganhou ampla adoção na indústria na China. As aplicações de campo demonstram que ela estende efetivamente a vida útil do orifício de vazamento, reduz a frequência de substituições, diminui os custos de reparo e melhora a produção geral e o desempenho econômico dos fornos de silício industrial.
Somos um fabricante profissional de fornos elétricos. Para mais informações, ou se você precisar de fornos de arco submerso, fornos de arco elétrico, fornos de refino de panela ou outros equipamentos de fusão, não hesite em nos contatar em susan@aeaxa.com
