Trong quá trình làm việc của lò điện luyện thép, chúng thường ở trong môi trường ăn mòn kiềm. Vì vậy,vật liệu chịu lửaVật liệu được sử dụng trong lò điện chủ yếu là vật liệu kiềm, như gạch MgO-C, gạch MgO tẩm nhựa đường, gạch MgO-Cr2O3, vật liệu nén MgO-CaO, v.v., và một phần nhỏ là vật liệu chịu lửa trung tính, chẳng hạn như Al2O{{ 6}}Vật liệu C, vật liệu có hàm lượng nhôm cao, v.v.
Nhìn chung, các yếu tố gây hư hại chính của vật liệu chịu lửa lò điện là: xói mòn, oxy hóa, cọ rửa, nóng chảy, nứt vỡ và hydrat hóa, trong đó quá trình oxy hóa, xói mòn hóa học và cọ rửa là chủ yếu.
01 Xói mòn hóa học
Oxit sắt (FeO) hoặc các thành phần axit trong xỉ như SiO2 phản ứng hóa học với CaO và MgO. Phản ứng có thể biến lớp lót lò thành xỉ, từ đó gây hư hỏng vật liệu chịu lửa.
02 Quá trình oxy hóa
Quá trình oxy hóa là một trong những nguyên nhân chính gây xói mòn vật liệu chịu lửa trong lớp lót lò điện. Trong quá trình này, thành phần carbon trong vật liệu chịu lửa bị oxy hóa bởi các thành phần có chứa oxy (như oxit sắt, oxy và oxit magiê), dẫn đến quá trình khử cacbon và hư hỏng vật liệu.
Oxit sắt trong xỉ phản ứng với than chì hoặc nhựa đường/nhựa trên bề mặt nóng của lớp lót gạch, hoặc oxy ăn mòn than chì hoặc chất kết dính trên bề mặt lạnh của lớp lót gạch. Trong cả hai trường hợp, cường độ của gạch đều giảm và có thể bị ăn mòn bởi xỉ hoặc thép nóng chảy.
Trong điều kiện khí quyển của lò điện thực tế, bắt đầu từ trên 1700 độ, phản ứng (6) đặc biệt dễ xảy ra và hơi Mg sinh ra rất dễ khuếch tán, dẫn đến suy thoái cấu trúc, đây là một trong những yếu tố chính gây ra hiện tượng cháy nổ cao. - Thiệt hại do nhiệt độ đối với gạch cacbon magie.
03 Bị cọ xát hoặc tác động cơ học
Hư hỏng vật lý xảy ra do thép hoặc xỉ nóng chảy chảy trên bề mặt vật liệu chịu lửa và làm mòn hoặc cọ rửa lớp lót lò. Xói mòn do cọ rửa thường xảy ra nhất ở đầu ra thép, đường xỉ, cổng điện cực hoặc bệ xả của lò điện.
Nứt vỡ là một cơ chế phá hủy vật liệu chịu lửa phức tạp. Điều này là do ứng suất sinh ra trong lớp lót chịu lửa do quá trình gia nhiệt và làm mát nhanh chóng. Ứng suất này thường vượt quá cường độ của vật liệu chịu lửa, dẫn đến các vết nứt giao nhau và xuyên qua, các mảnh vụn của lớp lót sẽ bong ra hoặc rơi ra hoàn toàn. Tình trạng này thường xảy ra ở phần trên của lò điện.
04 Hydrat hóa
Hydrat hóa cũng là một yếu tố gây hư hỏng vật liệu chịu lửa lò điện. Trong quá trình sử dụng, nước dễ dàng xâm nhập vào vỏ lò hoặc thành lò, nước hoặc hơi nước có thể ăn mòn lớp lót chịu lửa. Magiê oxit (hoặc các oxit kiềm khác) phản ứng với nước (hoặc hơi nước) như sau và bị hydrat hóa.
Phản ứng sẽ làm cho hiệu suất của vật liệu chịu lửa bị suy yếu rất nhiều và tính thấm của xỉ và thép nóng chảy sẽ kém đi.
Từ phân tích nguyên nhân hư hỏng ở trên, có thể thấy rằng vật liệu chịu lửa được lựa chọn cho các bộ phận khác nhau của lò điện luyện thép có các yêu cầu về hiệu suất sau: ① ổn định hóa học tốt và ổn định thể tích; ② thành phần vật liệu không dễ phản ứng với thép nóng chảy và SiO2, và không dễ tạo ra các nốt sần; ③ không dễ bị ướt và xuyên thủng bởi thép nóng chảy; ④ nó có khả năng làm mát nhanh và làm nóng nhanh, không dễ bị vỡ và bong ra; ⑤ mật độ cao, độ xốp thấp, phân bố lỗ rỗng đồng đều và thép nóng chảy không dễ xuyên thủng; ⑥ cường độ cao, có thể chống lại tác động và xói mòn của lực bên ngoài cơ học.
