AOD fırınlarında kullanılan bir diğer refrakter malzeme türü ise MgO-CaO refrakter malzemelerdir. AOD fırın astarında kullanılan MgO-CaO refrakter malzemelerin MgO-Cr2O3 refrakter malzemelere göre teknik avantajları şunlardır:
(1) Bu malzeme krom içermez, bu nedenle erimiş çelikteki krom kapanımlarını artırmaz. Sadece kromsuz erimiş çeliğin değil aynı zamanda krom içeren erimiş çeliğin de krom içeriğini kontrol etmek çok önemlidir;
(2) MgO-CaO refrakter malzemeler, yüksek kaliteli kükürtten arındırılmış kireç cürufu ile kimyasal olarak uyumludur;
(3) MgO-CaO refrakter malzemeler, AOD fırınlarında ve yüksek sıcaklıklarda bile redoks reaksiyonlarına karşı güçlü bir dirence sahiptir;
(4) MgO-CaO refrakter malzemeler 1260 kadar düşük sıcaklıklarda bile belirgin sürünme özellikleri gösterir<. This indicates that this type of material has a strong resistance to spalling on the hot surface, so it can become a dense brick with the greatest corrosion resistance when used;
(5) MgO-CaO refrakter malzemeler için kullanılan hammaddelerin kaynağı kolaydır ve yerel olarak temin edilebilir;
(6) MgO-CaO refrakter malzemeler, bu tür malzemenin çatlaklarını onarabilen ve çok yoğun ve geçirimsiz bir çalışma yüzeyi oluşturabilen, bu nedenle yüksek bir korozyon direncine sahip olan yüksek reaktif f-CaO içerir.
Laboratuvar cüruf direnç test sonuçlarının ve AOD fırınlarında kullanılan magnezyum-kalsiyum tuğlaların mikroyapı araştırma sonuçlarının analizi sonucunda, magnezyum-kalsiyum refrakter malzemelerin AOD cürufuna karşı aşınma direncinin, malzemedeki CaO/MgO oranının azalmasıyla, parçalanma direncinin ise malzemedeki CaO/MgO oranının artmasıyla arttığı sonucuna varılmıştır; ancak, uç elemanı CaO/MgO=0 olan malzeme (magnezyum tuğla), AOD fırınlarının çalışma koşullarına uygun değildir; uç elemanı CaO/MgO→∞ olan malzeme (CaO tuğla), AOD fırınlarında kullanıldığında daha yüksek dayanıklılığa sahiptir. Son yıllarda, fırın astarının ömrünü uzatmak ve refrakter malzeme tüketimini azaltmak amacıyla dolomit tuğlalarla birçok test yapılmış ve magnezyum krom tuğlaların ömrüne ulaşan veya onu geçen iyi sonuçlar elde edilmiştir.
Magnezyum-kalsiyum refrakterlerin performans avantajları
1. Cüruf direnci
Magnezya kalsiyum tuğlalarıİlk cürufta büyük çözünme kaybı ve sonraki cürufta küçük aşınma vardır. Aynı zamanda, tuğlayı istila eden cüruf, tuğlanın CaO'su ile reaksiyona girerek yüksek refrakter dikalsiyum silikat oluşturur, bu da cürufun viskozitesini ve ıslatma açısını artırır, böylece cürufun tuğlanın derin kısmına nüfuz etmesini sınırlar ve kalın bir metamorfik tabakanın oluşumunu önler. Ayrıca, magnezyum-kalsiyum refrakterlerin kullanımı sırasında, kalsiyum oksit fazının yeniden kristalleşmesi nedeniyle, tuğlanın sıcak yüzeyinde çok yoğun bir metamorfoza uğramamış dolomit tabakası oluşur ve bu da cürufun nüfuzunu tamamen önleyebilir.
2. Yüksek sıcaklık dayanımı
Fırının dışında rafine etmek için genellikle zorla karıştırma uygulanır ve refrakter malzemelerin çelik cürufu ile ovulması çok ciddi bir işlemdir, bu nedenle refrakter malzemelerin iyi yüksek sıcaklık aşınma direncine sahip olması gerekir. Refrakter malzemelerin aşınma direnci, yüksek sıcaklık dayanımlarına göre karşılaştırılabilir. Genellikle magnezya kalsiyum tuğlalarının yüksek sıcaklık dayanımının, magnezya krom refrakter malzemelerinki kadar iyi olmadığına inanılır. Ancak, Amerika Birleşik Devletleri, yüksek sıcaklık dayanımı doğrudan bağlanmış magnezya krom tuğlalarınınkiyle hemen hemen aynı olan yüksek yoğunluklu bir magnezya-kalsiyum tuğlası üretmiştir.
3. Isıl şok direnci
Fırın dışı rafineri fırınları genellikle aralıklı olarak, büyük sıcaklık değişimleriyle çalıştırılır ve refrakter malzemeler genellikle termal şoktan zarar görür. Magnezya kalsiyum refrakter malzemeler çok miktarda serbest CaO içerdiğinden, yüksek sıcaklıklarda daha fazla plastisiteye sahiptirler ve bu da sıcaklık dalgalanmalarının neden olduğu termal stresi tamponlayabilir. Ayrıca, kullanıldıklarında kalın bir metamorfik tabaka oluşturmazlar ve termal şok dirençleri magnezya krom tuğlalarından daha iyidir.
4. Yüksek sıcaklık vakumunda kararlılık
Fırın dışı rafinasyon çoğunlukla yüksek sıcaklık vakumu altında gerçekleştirilir, bu nedenle refrakter malzemelerin kararlılığı dikkate alınmalıdır. Sonuçlar, yüksek saflıktaki magnezya kalsiyum tuğlalarının yüksek sıcaklık vakumu altında çok kararlı olduğunu ve ağırlık kaybı oranının çok küçük olduğunu; magnezya-krom refrakter malzemelerin büyük bir ağırlık kaybı oranına, önemli ölçüde artan gözenekliliğe sahip olduğunu ve yüksek sıcaklık vakumu altında kararsız olduğunu göstermektedir.
