Çelik üretim endüstrisinde,Temel oksijen fırınları(BOF) yüksek kaliteli çelik üretmek için kritiktir. Bununla birlikte, yüksek sıcaklıklar ve aşındırıcı cüruflar dahil olmak üzere BOF'lar içindeki sert çalışma koşulları, refrakter astarlarda önemli aşınma ve yıpranmaya yol açabilir. BOF refrakterlerinde korozyonun ortak nedenlerini anlamak, dayanıklılıklarını ve verimliliklerini artırmak için gereklidir.
1. Kimyasal reaksiyonlar ve çözünme
BOF refrakterlerinde korozyonun birincil nedenlerinden biri, refrakter astardaki magnezyum oksidin (MGO) kimyasal reaksiyonu ve çözülmesidir. MGO ve cüruf arasındaki etkileşim, refrakter malzemeye nüfuz edebilen ve bozulmaya neden olabilen düşük eritme noktalı bileşiklerin oluşumuna yol açar. Bu işlem, mGO ile ötektik bileşikler oluşturabilen ve refrakter yapıyı daha da zayıflatabilen demir (Fe) ve cüruftaki diğer elementlerin varlığı ile daha da kötüleşir.
2. Cüruf penetrasyonu
Cüruf penetrasyonu, BOF refrakterlerinin korozyonuna katkıda bulunan bir diğer önemli faktördür. Cüruf, refrakter malzemenin gözeneklerine ve tane sınırlarına sızabilir, bu da mekanik bozulmaya ve dekarbürlenmiş bir tabakanın oluşumuna yol açabilir. Bu dekarbürize tabaka daha fazla korozyona karşı daha hassastır ve çatlakların oluşumuna ve spalling'e neden olabilir. Cüruf penetrasyonunun derinliği, cürufun sıcaklığı ve kimyasal bileşimi dahil olmak üzere çeşitli faktörlere bağlıdır.
3. Termal şok ve mekanik stres
Çelik yapım işlemi sırasında BOF refrakterlerinin yaşadığı hızlı sıcaklık değişimleri ve mekanik stres de korozyona yol açabilir. Termal şok, refrakter malzemenin genişlemesine ve büzülmesine neden olarak mikro çatlak oluşumuna yol açar. Bu mikro çatlaklar daha sonra cüruf penetrasyonu ve daha fazla korozyon için yol görevi görebilir. Ek olarak, erimiş metal ve cüruftan gelen mekanik etkiler refrakter astarda fiziksel aşınmaya ve yırtılmaya neden olabilir.
] 4. Karbonun oksidasyonu
MGO-C refrakterlerinde, karbonun oksidasyonu aşınmaya önemli bir katkıda bulunur. Oksidasyon, refrakter malzemenin gözenekliliğini arttırır, oksitleyici ajanlara daha fazla maruz kalmaya olan gücünü ve direncini azaltır. Bu süreç, dolaylı oksidasyonun baskın mekanizma haline geldiği 1400 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda özellikle belirgindir.
5. Üç fazlı etkileşimler
Refrakter malzeme, cüruf ve erimiş metal arasındaki etkileşim lokal korozyona yol açabilir. Bu fazlar arasındaki arayüzde CO kabarcıklarının oluşumu, konumlarına bağlı olarak korozyon sürecini inhibe edebilir veya geliştirebilir. Ek olarak, cüruf filmlerinin hareketi ve refrakter-tabaka arayüzünde düşük eritme noktalı bileşiklerin oluşumu korozyon oranını hızlandırabilir.
BOF refrakterlerinde korozyonun yaygın nedenleri, kimyasal reaksiyonlar ve MGO'nun çözülmesi, cüruf penetrasyonu, termal şok, mekanik stres, karbonun oksidasyonu ve üç fazlı etkileşimleri içerir. Bu sorunların ele alınması, yüksek kaliteli refrakter malzemelerin seçilmesini, cürufun kimyasal bileşimini optimize etmeyi ve gelişmiş fırın tasarımı ve işletme uygulamalarının uygulanmasını içeren kapsamlı bir yaklaşım gerektirir. Bu korozyon nedenlerini anlayarak ve hafifleterek, çelik üreticileri BOF refrakter astarlarının dayanıklılığını ve verimliliğini artırabilir, bu da maliyet tasarrufuna ve operasyonel performansa yol açabilir.
