Durante il processo di lavorazione dei forni elettrici per la produzione dell'acciaio, questi si trovano solitamente in un'atmosfera alcalina corrosiva. Pertanto, ilmateriale refrattarioQuelli utilizzati nei forni elettrici sono principalmente materiali alcalini, come mattoni MgO-C, mattoni MgO impregnati di asfalto, mattoni MgO-Cr2O3, materiali di pigiatura MgO-CaO, ecc., e una piccola parte sono materiali refrattari neutri, come Al2O{{ 6}}Materiali C, materiali ad alto contenuto di allumina, ecc.
Nel complesso, i principali fattori di danno dei refrattari dei forni elettrici sono: erosione, ossidazione, dilavamento, fusione, scheggiatura e idratazione, tra cui prevalgono l'ossidazione, l'erosione chimica e il dilavamento.
01 Erosione chimica
L'ossido di ferro (FeO) o i componenti acidi nelle scorie, come SiO2, reagiscono chimicamente con CaO e MgO. La reazione può trasformare il rivestimento del forno in scorie, danneggiando così i materiali refrattari.
02 Ossidazione
L'ossidazione è una delle principali cause di erosione dei materiali refrattari nei rivestimenti dei forni elettrici. Durante questo processo, il componente di carbonio nel refrattario viene ossidato da componenti contenenti ossigeno (come ossido di ferro, ossigeno e ossido di magnesio), con conseguente decarburazione e danneggiamento del materiale.
L'ossido di ferro nelle scorie reagisce con la grafite o il catrame/resina nella superficie calda del rivestimento in mattoni, oppure l'ossigeno corrode la grafite o il legante sulla superficie fredda del rivestimento in mattoni. In entrambi i casi, la resistenza del mattone è ridotta e può essere erosa dalle scorie o dall'acciaio fuso.
Nelle condizioni atmosferiche di un vero forno elettrico, a partire da una temperatura superiore a 1700 gradi, la reazione (6) è particolarmente incline a verificarsi e il vapore di Mg generato è facile da diffondere, con conseguente degrado strutturale, che è uno dei principali fattori che causano un'elevata -danni dovuti alla temperatura sui mattoni in carbone di magnesia.
03 Strofinatura o impatto meccanico
Il danno fisico è causato dall'acciaio fuso o dalle scorie che scorrono sulla superficie del refrattario e usurano o sfregano fisicamente il rivestimento del forno. L'erosione da sfregamento è più comune all'uscita dell'acciaio, alla linea delle scorie, alla porta degli elettrodi o alla piattaforma di scarico del forno elettrico.
Lo scheggiamento è un complesso meccanismo di danno refrattario. Ciò è causato dallo stress generato nel rivestimento refrattario a causa del rapido riscaldamento e raffreddamento. Questa sollecitazione spesso supera la resistenza del materiale refrattario, provocando l'intersezione e la penetrazione di crepe e i frammenti del rivestimento si staccheranno o cadranno completamente. Questa situazione si verifica comunemente sulla parte superiore del forno elettrico.
04 Idratazione
L'idratazione è anche un fattore di danneggiamento dei materiali refrattari dei forni elettrici. Durante l'uso, l'acqua penetra facilmente nella copertura o nella parete del forno e l'acqua o il vapore acqueo possono corrodere il rivestimento refrattario. L'ossido di magnesio (o altri ossidi alcalini) reagiscono con l'acqua (o il vapore acqueo) come segue e vengono idratati.
La reazione causerà un notevole indebolimento delle prestazioni del materiale refrattario e il deterioramento della permeabilità delle scorie e dell'acciaio fuso.
Dall'analisi di cui sopra delle cause del danno, si può vedere che i materiali refrattari selezionati per varie parti del forno elettrico per la produzione dell'acciaio hanno i seguenti requisiti prestazionali: ① buona stabilità chimica e stabilità del volume; ② la composizione del materiale non è facile da reagire con acciaio fuso e SiO2 e non è facile produrre noduli; ③ non è facile essere bagnato e penetrato dall'acciaio fuso; ④ ha una buona resistenza al raffreddamento rapido e al riscaldamento rapido e non è facile da rompere e staccare; ⑤ alta densità, bassa porosità, distribuzione uniforme dei pori e acciaio fuso non facile da penetrare; ⑥ elevata resistenza, può resistere all'impatto e all'erosione della forza meccanica esterna.
