Persyaratan umum untuk material tahan api pada tungku busur listrik adalah:
(1) Ketahanan panas harus tinggi. Suhu busur melebihi 4000°C, dan suhu pembuatan baja adalah 1500~1750°C, kadang-kadang setinggi 2000°C, sehingga bahan tahan panas harus memiliki ketahanan panas yang tinggi.
(2) Suhu pelunakan di bawah beban harus tinggi. Tungku listrik bekerja di bawah kondisi beban suhu tinggi, dan badan tungku harus menahan erosi baja cair, sehingga bahan tahan api harus memiliki suhu pelunakan beban tinggi.
(3) Kekuatan tekan harus tinggi. Lapisan tungku listrik dipengaruhi oleh dampak muatan selama pengisian, tekanan statis baja cair selama peleburan, erosi aliran baja selama pengeluaran, dan getaran mekanis selama pengoperasian. Oleh karena itu, bahan tahan api harus memiliki kekuatan tekan yang tinggi.
(4) Konduktivitas termal harus kecil. Untuk mengurangi kehilangan panas tungku listrik dan mengurangi konsumsi daya, bahan tahan api harus memiliki konduktivitas termal yang rendah, yaitu koefisien konduktivitas termal harus kecil.
(5) Stabilitas termal harus baik. Dalam beberapa menit dari penyadapan hingga pengisian dalam pembuatan baja tungku listrik, suhu turun tajam dari sekitar 1600°C menjadi di bawah 900°C, sehingga bahan tahan api harus memiliki stabilitas termal yang baik.
(6) Ketahanan korosi yang kuat. Selama proses pembuatan baja, terak, gas tungku, dan baja cair semuanya memiliki efek erosi kimia yang kuat pada bahan tahan api, sehingga bahan tahan api harus memiliki ketahanan korosi yang baik.
Pemilihan material tahan api untuk dinding samping
Batu bata MgO-C biasanya digunakan untuk membangun dinding samping tungku listrik tanpa dinding pendingin air. Titik panas dan garis terak memiliki kondisi layanan yang paling berat. Bagian-bagian ini tidak hanya mengalami korosi dan erosi parah oleh baja cair dan terak, serta benturan mekanis yang parah ketika skrap ditambahkan, tetapi juga terkena radiasi termal dari busur listrik. Oleh karena itu, bagian-bagian ini dibangun dengan batu bata MgO-C yang memiliki kinerja sangat baik.
Untuk dinding samping tungku listrik dengan dinding berpendingin air, karena penggunaan teknologi pendingin air, beban panas meningkat dan kondisi penggunaannya lebih ketat. Oleh karena itu, bata MgO-C dengan ketahanan terak yang baik, stabilitas kejut termal, dan konduktivitas termal yang tinggi harus dipilih. Kandungan karbonnya adalah 10%~20%.
Bahan tahan api untuk dinding samping tungku listrik daya ultra tinggi
Dinding samping tungku listrik daya ultra tinggi (tungku UHP) sebagian besar dibangun dengan bata MgO-C, dan area titik panas serta garis terak dibangun dengan bata MgO-C dengan kinerja yang sangat baik (seperti bata MgO-C matriks karbon penuh). Hal ini secara signifikan meningkatkan masa pakainya.
Meskipun beban dinding tungku telah berkurang karena peningkatan metode pengoperasian tungku listrik, masih sulit bagi material refraktori untuk memperpanjang masa pakai titik panas saat beroperasi di bawah kondisi peleburan tungku UHP. Oleh karena itu, teknologi pendinginan air telah dikembangkan dan diterapkan. Untuk tungku listrik yang menggunakan penyadapan EBT, area pendinginan air mencapai 70%, sehingga sangat mengurangi penggunaan material refraktori. Teknologi pendinginan air modern membutuhkan batu bata MgO-C dengan konduktivitas termal yang baik. Aspal, batu bata magnesia yang diikat resin, dan batu bata MgO-C (kandungan karbon 5%-25%) digunakan untuk membangun dinding samping tungku listrik. Di bawah kondisi oksidasi yang parah, antioksidan ditambahkan.
Untuk area hotspot yang paling parah rusak akibat reaksi redoks, batu bata MgO-C dengan magnesit leburan kristal besar sebagai bahan baku, kandungan karbon lebih dari 20%, dan matriks karbon penuh digunakan untuk konstruksi.
Perkembangan terbaru dari bata MgO-C untuk tungku listrik UHP adalah dengan menggunakan pembakaran suhu tinggi dan kemudian impregnasi dengan aspal untuk menghasilkan apa yang disebut bata MgO-C yang diimpregnasi aspal. Seperti yang terlihat pada Tabel 2, dibandingkan dengan bata yang tidak diimpregnasi, kandungan karbon sisa bata MgO-C yang dibakar setelah impregnasi aspal dan rekarbonisasi meningkat sekitar 1%, porositas menurun 1%, dan kekuatan lentur suhu tinggi serta ketahanan tekanan telah meningkat secara signifikan, sehingga memiliki daya tahan yang tinggi.
Bahan tahan api magnesium untuk dinding samping tungku listrik
Lapisan tungku listrik dibagi menjadi lapisan alkali dan asam. Lapisan alkali menggunakan bahan tahan api alkali (seperti magnesium oksida dan bahan tahan api MgO-CaO) sebagai lapisan tungku, sedangkan lapisan asam menggunakan batu bata silika, pasir kuarsa, lumpur putih, dan lain-lain untuk membangun lapisan tungku.
Catatan: Untuk bahan pelapis tungku, tungku listrik alkali menggunakan bahan tahan api alkali, dan tungku listrik asam menggunakan bahan tahan api asam.
Waktu posting: 12 Oktober 2023
