Almennar kröfur um eldföst efni fyrir rafbogaofna eru:
(1) Eldfast efni ættu að vera mjög eldföst. Bogahitastigið fer yfir 4000°C og hitastig stálframleiðslu er 1500~1750°C, stundum allt að 2000°C, þannig að eldföst efni þurfa að hafa mikla eldfastni.
(2) Mýkingarhitastigið við álag ætti að vera hátt. Rafmagnsofninn starfar við háan hita og ofninn þarf að þola rof á bráðnu stáli, þannig að eldföst efni þarf að hafa hátt mýkingarhitastig við álag.
(3) Þrýstiþolið ætti að vera hátt. Rafmagnsofninn verður fyrir áhrifum af áhrifum hleðslunnar við hleðslu, stöðuþrýstings bráðins stáls við bræðslu, rofi stálflæðis við tappun og vélrænum titringi við notkun. Þess vegna þarf eldfast efni að hafa hátt þrýstiþol.
(4) Varmaleiðnin ætti að vera lítil. Til að draga úr varmatapi rafmagnsofnsins og orkunotkun þarf eldfast efni að hafa lélega varmaleiðni, það er að segja, varmaleiðnistuðullinn ætti að vera lítill.
(5) Hitastöðugleiki ætti að vera góður. Innan fárra mínútna frá töppun til áfyllingar í rafmagnsofnsframleiðslu á stáli lækkar hitastigið skarpt úr um 1600°C niður fyrir 900°C, þannig að eldföst efni þurfa að hafa góðan hitastöðugleika.
(6) Sterk tæringarþol. Í stálframleiðsluferlinu hafa gjall, ofngas og bráðið stál öll sterk efnafræðileg áhrif á eldföst efni, þannig að eldföst efni þurfa að hafa góða tæringarþol.
Val á eldföstum efnum fyrir hliðarveggi
MgO-C múrsteinar eru venjulega notaðir til að smíða hliðarveggi rafmagnsofna án vatnskælingarveggja. Heitir blettir og gjalllínur eru með erfiðustu notkunarskilyrðin. Þeir eru ekki aðeins mjög tærðir og rofnir af bráðnu stáli og gjalli, sem og mjög vélrænt áhrifaðir þegar úrgangur er bætt við, heldur eru þeir einnig háðir varmageislun frá ljósboganum. Þess vegna eru þessir hlutar smíðaðir úr MgO-C múrsteinum með framúrskarandi afköstum.
Fyrir hliðarveggi rafmagnsofna með vatnskældum veggjum eykst hitaálagið og notkunarskilyrðin eru strangari vegna notkunar vatnskælingartækni. Þess vegna ætti að velja MgO-C múrsteina með góðri gjallþol, hitastöðugleika og mikla hitaleiðni. Kolefnisinnihald þeirra er 10% ~ 20%.
Eldfast efni fyrir hliðarveggi rafmagnsofna með mikilli afköstum
Hliðarveggir ofna með mikilli afköstum (UHP ofnum) eru að mestu leyti smíðaðir úr MgO-C múrsteinum, og heitir blettir og gjallsvæði eru smíðuð úr MgO-C múrsteinum með framúrskarandi afköstum (eins og MgO-C múrsteinar með fullum kolefnisgrunni). Þetta bætir endingartíma þeirra verulega.
Þótt álag á veggi ofnsins hafi minnkað vegna úrbóta í rekstraraðferðum rafmagnsofna, er enn erfitt fyrir eldföst efni að lengja endingartíma heitra reita þegar þau eru notuð við UHP bræðsluskilyrði. Þess vegna hefur vatnskælingartækni verið þróuð og notuð. Fyrir rafmagnsofna sem nota EBT tappa nær vatnskælingarsvæðið 70%, sem dregur verulega úr notkun eldföstra efna. Nútíma vatnskælingartækni krefst MgO-C múrsteina með góða varmaleiðni. Asfalt, resínbundnir magnesíumúrsteinar og MgO-C múrsteinar (kolefnisinnihald 5%-25%) eru notaðir til að byggja hliðarveggi rafmagnsofnsins. Við erfiðar oxunarskilyrði eru andoxunarefni bætt við.
Fyrir þau svæði sem hafa orðið fyrir mestum skemmdum vegna oxunar-afoxunarviðbragða eru notaðir MgO-C múrsteinar með stóru kristallaðri sambræddu magnesíti sem hráefni, kolefnisinnihaldi meira en 20% og fullu kolefnisgrunnefni til byggingar.
Nýjasta þróunin á MgO-C múrsteinum fyrir UHP rafmagnsofna er að nota háhitabrennslu og síðan gegndreypingu með asfalti til að framleiða svokallaða brennda asfalt-gegndreypta MgO-C múrsteina. Eins og sjá má í töflu 2, eykst kolefnisinnihald brenndra MgO-C múrsteina eftir asfalt-gegndreypingu og endurkolefnisbreytingu um það bil 1% samanborið við ógegndreypta múrsteina, gegndræpi minnkar um 1% og beygjustyrkur við háan hita og þrýstingsþol eru verulega bætt. Styrkurinn hefur batnað verulega, þannig að þeir hafa mikla endingu.
Eldfast efni úr magnesíum fyrir hliðarveggi rafmagnsofna
Rafmagnsofnsfóðring er skipt í basískar og súrar. Í þeim fyrri eru notaðar basískar eldfastar efni (eins og magnesíum og MgO-CaO eldfastar efni) sem ofnfóðring, en í þeim síðarnefnda eru notaðar kísilmúrsteinar, kvarsand, hvítur leðja o.s.frv.
Athugið: Fyrir efni í ofnfóður nota basískir rafmagnsofnar basísk eldföst efni og súrir rafmagnsofnar nota súr eldföst efni.
Birtingartími: 12. október 2023
