Podczas procesu pracy w piecach elektrycznych do produkcji stali zwykle znajdują się one w alkalicznej, korozyjnej atmosferze. Dlatego teżmateriał ogniotrwaływ piecach elektrycznych stosowane są głównie materiały alkaliczne, takie jak cegły MgO-C, cegły MgO impregnowane asfaltem, cegły MgO-Cr2O3, materiały do ubijania MgO-CaO itp., a niewielka część to obojętne materiały ogniotrwałe, takie jak Al2O{{ 6}}Materiały C, materiały o wysokiej zawartości tlenku glinu itp.
Ogólnie rzecz biorąc, głównymi czynnikami niszczącymi materiały ogniotrwałe do pieców elektrycznych są: erozja, utlenianie, szorowanie, topienie, odpryskiwanie i hydratacja, wśród których dominują utlenianie, erozja chemiczna i szorowanie.
01 Erozja chemiczna
Tlenek żelaza (FeO) lub kwasowe składniki żużla, takie jak SiO2, reagują chemicznie z CaO i MgO. W wyniku reakcji wykładzina pieca może zmienić się w żużel, powodując w ten sposób uszkodzenie materiałów ogniotrwałych.
02 Utlenianie
Utlenianie jest jedną z głównych przyczyn erozji materiałów ogniotrwałych w wymurówkach pieców elektrycznych. Podczas tego procesu składnik węglowy w materiale ogniotrwałym jest utleniany przez składniki zawierające tlen (takie jak tlenek żelaza, tlen i tlenek magnezu), co powoduje odwęglenie i uszkodzenie materiału.
Tlenek żelaza zawarty w żużlu reaguje z grafitem lub smołą/żywicą na gorącej powierzchni okładziny ceglanej lub tlen powoduje korozję grafitu lub spoiwa na zimnej powierzchni okładziny ceglanej. W obu przypadkach wytrzymałość cegły jest zmniejszona i może zostać zniszczona przez żużel lub roztopioną stal.
W warunkach atmosfery prawdziwego pieca elektrycznego, począwszy od temperatury powyżej 1700 stopni, szczególnie podatna jest na wystąpienie reakcji (6), a powstałe pary Mg łatwo ulegają dyfuzji, co powoduje degradację strukturalną, która jest jednym z głównych czynników powodujących wysokie -uszkodzenia temperaturowe cegieł magnezytowych.
03 Zadrapania lub uderzenia mechaniczne
Uszkodzenia fizyczne powstają w wyniku spływania stopionej stali lub żużla po powierzchni materiału ogniotrwałego i fizycznego ścierania lub szorowania wykładziny pieca. Erozja szorująca występuje najczęściej na wylocie stali, linii żużlowej, otworze elektrodowym lub platformie wylotowej pieca elektrycznego.
Odpryskiwanie to złożony mechanizm uszkodzeń ogniotrwałych. Jest to spowodowane naprężeniami wytwarzanymi w wyłożeniu ogniotrwałym w wyniku szybkiego nagrzewania i chłodzenia. Naprężenia te często przekraczają wytrzymałość materiału ogniotrwałego, co powoduje przecięcie i penetrację pęknięć, a fragmenty wykładziny odkleją się lub całkowicie odpadną. Taka sytuacja często ma miejsce na górze pieca elektrycznego.
04 Nawilżenie
Uwodnienie jest również czynnikiem powodującym uszkodzenie materiałów ogniotrwałych w piecach elektrycznych. Podczas użytkowania woda łatwo przedostaje się do pokrywy pieca lub ścianki pieca, a woda lub para wodna może powodować korozję wykładziny ogniotrwałej. Tlenek magnezu (lub inne tlenki zasadowe) reagują z wodą (lub parą wodną) w następujący sposób i ulegają uwodnieniu.
Reakcja spowoduje znaczne osłabienie właściwości materiału ogniotrwałego i pogorszenie przepuszczalności żużla i stopionej stali.
Z powyższej analizy przyczyn uszkodzeń wynika, że materiały ogniotrwałe wybrane na różne części pieca elektrycznego do produkcji stali mają następujące wymagania użytkowe: ① dobra stabilność chemiczna i stabilność objętościowa; ② skład materiału nie jest łatwy w reakcji ze stopioną stalą i SiO2 i nie jest łatwo wytworzyć guzki; ③ nie jest łatwo zostać zwilżonym i przenikniętym przez roztopioną stal; ④ ma dobrą odporność na szybkie chłodzenie i szybkie nagrzewanie i nie jest łatwo złamać i odkleić; ⑤ wysoka gęstość, niska porowatość, równomierny rozkład porów i stopiona stal nie jest łatwa do penetracji; ⑥ wysoka wytrzymałość, odporność na uderzenia i erozję mechanicznych sił zewnętrznych.
