ในระหว่างกระบวนการทำงานของเตาไฟฟ้าสำหรับการผลิตเหล็ก มักจะอยู่ในบรรยากาศที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเป็นด่าง ดังนั้นวัสดุทนไฟที่ใช้ในเตาไฟฟ้าส่วนใหญ่เป็นวัสดุที่เป็นด่าง เช่น อิฐ MgO-C อิฐ MgO ที่ชุบแอสฟัลต์ อิฐ MgO-Cr2O3 วัสดุกระแทก MgO-CaO เป็นต้น และส่วนเล็กๆ เป็นวัสดุทนไฟที่เป็นกลาง เช่น Al2O{{ 6}}วัสดุ C วัสดุอลูมินาสูง ฯลฯ
โดยรวมแล้ว ปัจจัยความเสียหายหลักของวัสดุทนไฟของเตาไฟฟ้า ได้แก่ การกัดเซาะ การเกิดออกซิเดชัน การกำจัดสิ่งสกปรก การละลาย การหลุดร่อน และการให้น้ำ ซึ่งปัจจัยหลักคือการเกิดออกซิเดชัน การกัดเซาะของสารเคมี และการกำจัดสิ่งสกปรก
01 การพังทลายของสารเคมี
เหล็กออกไซด์ (FeO) หรือส่วนประกอบที่เป็นกรดในตะกรัน เช่น SiO2 ทำปฏิกิริยาทางเคมีกับ CaO และ MgO ปฏิกิริยานี้อาจทำให้เยื่อบุเตาหลอมกลายเป็นตะกรัน ซึ่งทำให้เกิดความเสียหายต่อวัสดุทนไฟ
02 ออกซิเดชัน
ออกซิเดชันเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของการสึกกร่อนของวัสดุทนไฟในวัสดุบุผิวเตาไฟฟ้า ในระหว่างกระบวนการนี้ ส่วนประกอบของคาร์บอนในวัสดุทนไฟจะถูกออกซิไดซ์โดยส่วนประกอบที่มีออกซิเจน (เช่น เหล็กออกไซด์ ออกซิเจน และแมกนีเซียมออกไซด์) ส่งผลให้เกิดการสลายตัวของคาร์บอนและความเสียหายของวัสดุ
เหล็กออกไซด์ในตะกรันทำปฏิกิริยากับกราไฟต์หรือทาร์/เรซินในพื้นผิวร้อนของชั้นอิฐ หรือออกซิเจนจะกัดกร่อนแกรไฟต์หรือสารยึดเกาะบนพื้นผิวเย็นของชั้นอิฐ ในทั้งสองกรณีความแข็งแรงของอิฐจะลดลงและอาจถูกกัดกร่อนด้วยตะกรันหรือเหล็กหลอมเหลว
ภายใต้สภาวะบรรยากาศของเตาไฟฟ้าจริงที่เริ่มต้นจากอุณหภูมิสูงกว่า 1,700 องศา ปฏิกิริยา (6) มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นเป็นพิเศษ และไอ Mg ที่สร้างขึ้นนั้นง่ายต่อการแพร่กระจาย ส่งผลให้โครงสร้างเสื่อมโทรมซึ่งเป็นหนึ่งในปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดสูง - ความเสียหายจากอุณหภูมิต่ออิฐคาร์บอนแมกนีเซีย
03 การกำจัดสิ่งสกปรกหรือผลกระทบทางกล
ความเสียหายทางกายภาพเกิดจากเหล็กหลอมเหลวหรือตะกรันที่ไหลผ่านพื้นผิวของวัสดุทนไฟ และการสึกหรอทางกายภาพหรือการทำความสะอาดเยื่อบุเตาหลอม การกัดเซาะกำจัดสิ่งสกปรกมักเกิดขึ้นที่ทางออกของเหล็ก แนวตะกรัน พอร์ตอิเล็กโทรด หรือแท่นไอเสียของเตาไฟฟ้า
Spalling เป็นกลไกความเสียหายที่ซับซ้อนจากวัสดุทนไฟ สาเหตุนี้เกิดจากความเครียดที่เกิดขึ้นในเยื่อบุวัสดุทนไฟเนื่องจากการทำความร้อนและความเย็นอย่างรวดเร็ว ความเครียดนี้มักจะเกินความแข็งแรงของวัสดุทนไฟ ทำให้เกิดการตัดกันและทะลุผ่านของรอยแตกร้าว และเศษของเยื่อบุจะหลุดลอกหรือหลุดออกจนหมด สถานการณ์นี้มักเกิดขึ้นที่ด้านบนของเตาไฟฟ้า
04 การให้ความชุ่มชื้น
การให้น้ำยังเป็นปัจจัยหนึ่งในความเสียหายของวัสดุทนไฟของเตาไฟฟ้า ในระหว่างการใช้งาน น้ำจะแทรกซึมเข้าไปในฝาครอบเตาหลอมหรือผนังเตาได้ง่าย และน้ำหรือไอน้ำสามารถกัดกร่อนซับวัสดุทนไฟได้ แมกนีเซียมออกไซด์ (หรืออัลคาไลน์ออกไซด์อื่นๆ) ทำปฏิกิริยากับน้ำ (หรือไอน้ำ) ดังต่อไปนี้และมีความชื้น
ปฏิกิริยานี้จะทำให้ประสิทธิภาพของวัสดุทนไฟลดลงอย่างมาก และความสามารถในการซึมผ่านของตะกรันและเหล็กหลอมเหลวจะลดลง
จากการวิเคราะห์สาเหตุของความเสียหายข้างต้น จะเห็นได้ว่าวัสดุทนไฟที่เลือกสำหรับส่วนต่างๆ ของเตาไฟฟ้าที่ทำเหล็กมีข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพดังต่อไปนี้: 1 เสถียรภาพทางเคมีที่ดีและความเสถียรของปริมาตร; 2 องค์ประกอบของวัสดุไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะทำปฏิกิริยากับเหล็กหลอมเหลวและ SiO2 และไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะสร้างก้อนเนื้อ 3 มันไม่ง่ายเลยที่จะเปียกและเจาะด้วยเหล็กหลอมเหลว ④ มีความต้านทานต่อการทำความเย็นอย่างรวดเร็วและความร้อนอย่างรวดเร็ว และไม่ง่ายที่จะแตกหักและลอกออก ⑤ความหนาแน่นสูง ความพรุนต่ำ การกระจายรูพรุนสม่ำเสมอ และเหล็กหลอมเหลวไม่เจาะง่าย ⑥ มีความแข็งแรงสูง สามารถต้านทานแรงกระแทกและการกัดเซาะจากแรงภายนอกทางกล
