أثناء عملية تشغيل الأفران الكهربائية لصناعة الفولاذ، فإنها عادة ما تكون في جو قلوي مسبب للتآكل. لذلك،مادة حراريةالمواد المستخدمة في الأفران الكهربائية هي في الأساس مواد قلوية، مثل طوب MgO-C، وطوب MgO المشرب بالأسفلت، وطوب MgO-Cr2O3، ومواد دك MgO-CaO، وما إلى ذلك، وجزء صغير من المواد الحرارية المحايدة، مثل Al2O{{ 6}}مواد C، ومواد عالية الألومينا، وما إلى ذلك.
بشكل عام، عوامل الضرر الرئيسية لصهر الفرن الكهربائي هي: التآكل، والأكسدة، والتجفيف، والذوبان، والتشظي، والترطيب، ومن بينها الأكسدة والتآكل الكيميائي والتجفيف هي السائدة.
01 التآكل الكيميائي
يتفاعل أكسيد الحديد (FeO) أو المكونات الحمضية في الخبث، مثل SiO2، كيميائيًا مع CaO وMgO. يمكن أن يؤدي التفاعل إلى تحويل بطانة الفرن إلى خبث، وبالتالي التسبب في تلف المواد المقاومة للحرارة.
02 الأكسدة
تعتبر الأكسدة أحد الأسباب الرئيسية لتآكل المواد المقاومة للحرارة في بطانات الأفران الكهربائية. خلال هذه العملية، يتم أكسدة مكون الكربون الموجود في المادة المقاومة للحرارة بواسطة المكونات المحتوية على الأكسجين (مثل أكسيد الحديد والأكسجين وأكسيد المغنيسيوم)، مما يؤدي إلى إزالة الكربنة وتلف المادة.
يتفاعل أكسيد الحديد الموجود في الخبث مع الجرافيت أو القطران/الراتنج الموجود على السطح الساخن لبطانة الطوب، أو يؤدي الأكسجين إلى تآكل الجرافيت أو المادة الرابطة على السطح البارد لبطانة الطوب. في كلتا الحالتين، تقل قوة الطوب وقد يتآكل بسبب الخبث أو الفولاذ المنصهر.
في ظل الظروف الجوية للفرن الكهربائي الفعلي، بدءًا من درجة حرارة أعلى من 1700 درجة، يكون التفاعل (6) عرضة بشكل خاص لحدوثه، ومن السهل نشر بخار المغنيسيوم المتولد، مما يؤدي إلى التدهور الهيكلي، وهو أحد العوامل الرئيسية التي تسبب ارتفاعًا - الضرر الحراري للطوب الكربوني المغنيسيا.
03 التنظيف أو التأثير الميكانيكي
يحدث الضرر المادي بسبب تدفق الفولاذ المنصهر أو الخبث على سطح المادة المقاومة للحرارة والتآكل الجسدي لبطانة الفرن أو تنظيفها. يعد تآكل الجلد أكثر شيوعًا عند مخرج الفولاذ أو خط الخبث أو منفذ القطب الكهربائي أو منصة العادم للفرن الكهربائي.
التشظي هو آلية معقدة للتلف الحراري. يحدث هذا بسبب الضغط الناتج في البطانة المقاومة للحرارة بسبب التسخين والتبريد السريع. غالبًا ما يتجاوز هذا الضغط قوة المادة المقاومة للحرارة، مما يؤدي إلى تقاطع الشقوق واختراقها، وسوف تتقشر شظايا البطانة أو تسقط تمامًا. يحدث هذا الوضع عادةً في الجزء العلوي من الفرن الكهربائي.
04 الترطيب
يعد الترطيب أيضًا أحد عوامل تلف المواد المقاومة للحرارة في الأفران الكهربائية. أثناء الاستخدام، يخترق الماء بسهولة غطاء الفرن أو جدار الفرن، ويمكن أن يؤدي الماء أو بخار الماء إلى تآكل البطانة المقاومة للحرارة. يتفاعل أكسيد المغنيسيوم (أو أكاسيد قلوية أخرى) مع الماء (أو بخار الماء) على النحو التالي ويتم ترطيبه.
سيؤدي التفاعل إلى إضعاف أداء المواد الحرارية إلى حد كبير، وسوف تتدهور نفاذية الخبث والفولاذ المنصهر.
من التحليل أعلاه لأسباب الضرر، يمكن ملاحظة أن المواد المقاومة للحرارة المختارة لأجزاء مختلفة من الفرن الكهربائي لصناعة الفولاذ لديها متطلبات الأداء التالية: ① الاستقرار الكيميائي الجيد واستقرار الحجم؛ ② ليس من السهل أن تتفاعل تركيبة المواد مع الفولاذ المنصهر وSiO2، وليس من السهل إنتاج العقيدات؛ ③ ليس من السهل أن يتم ترطيبها واختراقها بالفولاذ المنصهر؛ ④ لديها مقاومة جيدة للتبريد السريع والتسخين السريع، وليس من السهل كسرها وتقشيرها؛ ⑤ كثافة عالية، مسامية منخفضة، توزيع مسام موحد، والفولاذ المنصهر ليس من السهل اختراقه؛ ⑥ قوة عالية، يمكن أن تقاوم تأثير القوة الخارجية الميكانيكية والتآكل.
