Un altro tipo di materiale refrattario utilizzato nei forni AOD è il materiale refrattario MgO-CaO. I vantaggi tecnici del materiale refrattario MgO-CaO utilizzato nel rivestimento del forno AOD rispetto al materiale refrattario MgO-Cr2O3 sono:
(1) Questo materiale non contiene cromo, quindi non aumenterà le inclusioni di cromo nell'acciaio fuso. È molto importante controllare il contenuto di cromo non solo dell'acciaio fuso privo di cromo, ma anche dell'acciaio fuso contenente cromo;
(2) I materiali refrattari MgO-CaO sono chimicamente compatibili con scorie di calce desolforata di alta qualità;
(3) I materiali refrattari MgO-CaO hanno una forte resistenza alle reazioni redox, anche nei forni AOD e ad alte temperature;
(4) I materiali refrattari MgO-CaO mostrano evidenti proprietà di creep a temperature basse fino a 1260<. This indicates that this type of material has a strong resistance to spalling on the hot surface, so it can become a dense brick with the greatest corrosion resistance when used;
(5) Le materie prime utilizzate per i materiali refrattari MgO-CaO sono facili da reperire e possono essere ottenute localmente;
(6) I materiali refrattari MgO-CaO contengono f-CaO altamente reattivo, che può riparare le crepe di questo tipo di materiale e formare una superficie di lavoro molto densa e impermeabile, quindi ha un'elevata resistenza alla corrosione.
Attraverso l'analisi dei risultati dei test di resistenza alle scorie di laboratorio e dei risultati della ricerca sulla microstruttura dei mattoni di magnesia-calcio utilizzati nei forni AOD, si conclude che la resistenza all'erosione dei materiali refrattari di magnesia-calcio contro le scorie AOD aumenta con la diminuzione del rapporto CaO/MgO nel materiale, mentre la resistenza alla scheggiatura aumenta con l'aumento del rapporto CaO/MgO nel materiale; tuttavia, il materiale con elemento terminale CaO/MgO=0 (mattone di magnesia) non è adatto alle condizioni operative dei forni AOD, mentre il materiale con elemento terminale CaO/MgO→∞ (mattone di CaO) ha una maggiore durata se utilizzato nei forni AOD. Negli ultimi anni, al fine di prolungare la durata del rivestimento del forno e ridurre il consumo di materiali refrattari, sono stati effettuati molti test con mattoni di dolomite e sono stati ottenuti buoni risultati, con una durata che ha raggiunto o superato quella dei mattoni di magnesia-cromo.
Vantaggi prestazionali dei refrattari al magnesio e calcio
1. Resistenza alle scorie
Mattoni di magnesia e calciopresentano una grande perdita di dissoluzione nella scoria iniziale e una piccola erosione nella scoria successiva. Allo stesso tempo, la scoria che invade il mattone reagisce con il CaO del mattone per formare silicato dicalcico altamente refrattario, che aumenta la viscosità della scoria e l'angolo di bagnatura, limitando così la penetrazione della scoria nella parte profonda del mattone e impedendo la formazione di uno spesso strato metamorfico. Inoltre, durante l'uso di refrattari magnesia-calcio, a causa della ricristallizzazione della fase di ossido di calcio, si forma uno strato di dolomite non metamorfizzata molto denso sulla superficie calda del mattone, che può impedire completamente la penetrazione della scoria.
2. Resistenza alle alte temperature
L'agitazione forzata è solitamente adottata per la raffinazione all'esterno del forno e la pulizia dei materiali refrattari da parte di scorie di acciaio è molto seria, quindi i materiali refrattari devono avere una buona resistenza all'usura ad alta temperatura. La resistenza all'usura dei materiali refrattari può essere confrontata in base alla loro resistenza ad alta temperatura. Si ritiene generalmente che la resistenza ad alta temperatura dei mattoni di magnesia-calcio non sia buona quanto quella dei materiali refrattari di magnesia-cromo. Tuttavia, gli Stati Uniti hanno prodotto un mattone di magnesia-calcio ad alta densità, la cui resistenza ad alta temperatura è all'incirca la stessa di quella dei mattoni di magnesia-cromo legati direttamente.
3. Resistenza agli shock termici
I forni di raffinazione fuori dal forno sono solitamente azionati in modo intermittente, con drastici cambiamenti di temperatura, e i materiali refrattari sono spesso danneggiati dallo shock termico. Poiché i materiali refrattari al calcio magnesiaco contengono molto CaO libero, hanno una maggiore plasticità ad alte temperature, il che può tamponare lo stress termico causato dalle fluttuazioni di temperatura. Inoltre, non produrranno uno spesso strato metamorfico quando vengono utilizzati e la loro resistenza allo shock termico è migliore di quella dei mattoni al cromo magnesiaco.
4. Stabilità sotto vuoto ad alta temperatura
La raffinazione fuori dal forno viene per lo più eseguita sotto vuoto ad alta temperatura, quindi è necessario considerare la stabilità dei materiali refrattari. I risultati mostrano che i mattoni di calcio magnesiaco ad alta purezza sono molto stabili sotto vuoto ad alta temperatura e il tasso di perdita di peso è molto basso; i materiali refrattari di magnesiaco-cromo hanno un elevato tasso di perdita di peso, porosità notevolmente aumentata e sono instabili sotto vuoto ad alta temperatura.
