نوع آخر من المواد المقاومة للحرارة المستخدمة في أفران AOD هي المواد المقاومة للحرارة MgO-CaO. المزايا التقنية للمواد المقاومة للحرارة MgO-CaO المستخدمة في بطانة فرن AOD مقارنة بالمواد المقاومة للحرارة MgO-Cr2O3 هي:
(1) لا تحتوي هذه المادة على الكروم، وبالتالي لن تزيد من شوائب الكروم في الفولاذ المنصهر. من المهم جدًا التحكم في محتوى الكروم ليس فقط في الفولاذ المنصهر الخالي من الكروم ولكن أيضًا في الفولاذ المنصهر المحتوي على الكروم؛
(2) المواد المقاومة للحرارة MgO-CaO متوافقة كيميائيًا مع خبث الجير منزوع الكبريت عالي الجودة؛
(3) تتمتع المواد المقاومة للحرارة MgO-CaO بمقاومة قوية لتفاعلات الأكسدة والاختزال، حتى في أفران AOD وفي درجات الحرارة العالية؛
(4) تظهر المواد المقاومة للحرارة MgO-CaO خصائص زحف واضحة عند درجات حرارة منخفضة تصل إلى 1260 درجة فهرنهايت<. 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) المواد الخام المستخدمة في المواد المقاومة للحرارة MgO-CaO يسهل الحصول عليها ويمكن الحصول عليها محليًا؛
(6) تحتوي المواد المقاومة للحرارة MgO-CaO على f-CaO شديد التفاعل، والذي يمكنه إصلاح شقوق هذا النوع من المواد وتشكيل سطح عمل كثيف للغاية وغير منفذ، لذلك يتمتع بمقاومة عالية للتآكل.
من خلال تحليل نتائج اختبار مقاومة الخبث المختبري ونتائج البحث عن البنية الدقيقة لطوب المغنيسيا والكالسيوم المستخدم في أفران AOD، استنتج أن مقاومة التآكل للمواد المقاومة للحرارة من المغنيسيوم والكالسيوم ضد خبث AOD تزداد مع انخفاض نسبة CaO/MgO في المادة، بينما تزداد مقاومة التقشير مع زيادة نسبة CaO/MgO في المادة؛ ومع ذلك، فإن المادة ذات العضو النهائي CaO/MgO=0 (طوب المغنيسيا) ليست مناسبة لظروف تشغيل أفران AOD، في حين أن المادة ذات العضو النهائي CaO/MgO→∞ (طوب CaO) تتمتع بمتانة أعلى عند استخدامها في أفران AOD. في السنوات الأخيرة، من أجل إطالة عمر بطانة الفرن وتقليل استهلاك المواد المقاومة للحرارة، تم إجراء العديد من الاختبارات باستخدام طوب الدولوميت، وتم تحقيق نتائج جيدة، حيث وصل العمر إلى أو تجاوز عمر طوب الكروم المغنيسيا.
مزايا الأداء للمواد المقاومة للحرارة المكونة من المغنيسيوم والكالسيوم
1. مقاومة الخبث
طوب الكالسيوم والمغنيسيوميكون هناك خسارة كبيرة في الذوبان في الخبث الأولي وتآكل صغير في الخبث اللاحق. في الوقت نفسه، يتفاعل الخبث الذي يغزو الطوب مع CaO للطوب لتكوين سيليكات ثنائي الكالسيوم شديدة المقاومة للحرارة، مما يزيد من لزوجة الخبث وزاوية البلل، وبالتالي يحد من اختراق الخبث في الجزء العميق من الطوب ويمنع تكوين طبقة متحولة سميكة. بالإضافة إلى ذلك، أثناء استخدام المواد المقاومة للحرارة من المغنيسيوم والكالسيوم، بسبب إعادة تبلور مرحلة أكسيد الكالسيوم، تتشكل طبقة دولوميت كثيفة للغاية غير متحولة على السطح الساخن للطوب، مما يمكن أن يمنع اختراق الخبث تمامًا.
2. قوة تحمل درجات الحرارة العالية
عادة ما يتم استخدام التحريك القسري للتكرير خارج الفرن، كما أن فرك المواد المقاومة للحرارة بخبث الفولاذ أمر خطير للغاية، لذلك يجب أن تتمتع المواد المقاومة للحرارة بمقاومة جيدة للتآكل في درجات الحرارة العالية. يمكن مقارنة مقاومة التآكل للمواد المقاومة للحرارة وفقًا لقوتها في درجات الحرارة العالية. يُعتقد عمومًا أن قوة درجات الحرارة العالية لطوب الكالسيوم المغنيسيا ليست جيدة مثل قوة مواد الكروم المغنيسيا المقاومة للحرارة. ومع ذلك، أنتجت الولايات المتحدة طوبًا عالي الكثافة من الكالسيوم المغنيسيا، حيث تكون قوته في درجات الحرارة العالية تقريبًا مثل قوة طوب الكروم المغنيسيا الملتصق مباشرة.
3. مقاومة الصدمات الحرارية
عادةً ما يتم تشغيل أفران التكرير خارج الفرن بشكل متقطع، مع تغيرات جذرية في درجات الحرارة، وغالبًا ما تتلف المواد المقاومة للحرارة بسبب الصدمة الحرارية. نظرًا لأن المواد المقاومة للحرارة من الكالسيوم المغنيسيا تحتوي على الكثير من CaO الحر، فإنها تتمتع بقدرة أكبر على اللدونة في درجات الحرارة العالية، مما قد يخفف من الإجهاد الحراري الناجم عن تقلبات درجات الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، لن تنتج طبقة متحولة سميكة عند استخدامها، ومقاومتها للصدمات الحرارية أفضل من تلك الموجودة في الطوب المصنوع من الكروم المغنيسيا.
4. الاستقرار تحت الفراغ عالي الحرارة
تتم عملية التكرير خارج الفرن في الغالب تحت فراغ عالي الحرارة، لذلك يجب مراعاة استقرار المواد المقاومة للحرارة. تظهر النتائج أن الطوب الكالسيومي عالي النقاء مستقر للغاية تحت فراغ عالي الحرارة، ومعدل فقدان الوزن صغير جدًا؛ تتمتع المواد المقاومة للحرارة من المغنيسيوم والكروم بمعدل فقدان وزن كبير، ومسامية متزايدة بشكل كبير، وهي غير مستقرة تحت فراغ عالي الحرارة.
