Requisita generalia materiarum refractariarum ad furnos arcus electrici sunt:
(1) Refractarietas alta esse debet. Temperatura arcus 4000°C excedit, et temperatura chalybis faciendi 1500~1750°C est, interdum usque ad 2000°C, ergo materiae refractariae magnam refractarietatem habere debent.
(2) Temperatura mollitionis sub onere alta esse debet. Fornax electrica sub condicionibus oneris altae temperaturae operatur, et corpus fornacis erosioni chalybis fusi sustinere debet, ergo materia refractaria altam temperaturam mollitionis sub onere habere debet.
(3) Robur compressionis magnum esse debet. Tegumentum fornacis electricae afficitur ab ictu oneris durante oneratione, pressione statica chalybis fusi durante fusione, erosione fluxus chalybis durante percussione, et vibratione mechanica durante operatione. Quapropter, materia refractaria requiritur ut magnum robur compressionis habeat.
(4) Conductivitas thermalis parva esse debet. Ut et amissio caloris fornacis electricae et consumptio energiae minuatur, materia refractaria conductivitatem thermalem malam habere debet, id est, coefficiens conductivitatis thermalis parvus esse debet.
(5) Stabilitas thermalis bona esse debet. Intra pauca minuta a percolatione ad impletionem in fornace electrica chalybis facienda, temperatura acriter decrescit ab circiter 1600°C ad infra 900°C, ergo materiae refractariae bonam stabilitatem thermalem habere debent.
(6) Fortis resistentia corrosionis. In processu chalybis faciendi, scoria, gas fornacis et chalybs fusus omnes fortes effectus erosionis chemicae in materias refractarias habent, ergo materiae refractariae bonam resistentiam corrosionis habere debent.
Selectio materiarum refractariarum pro parietibus lateralibus
Lateres MgO-C plerumque ad parietes laterales furnorum electricorum sine parietibus aquae refrigerantis construendos adhibentur. Loca calida et lineae scoriae condiciones servitii gravissimas habent. Non solum graviter a ferro fuso et scoria corroduntur et erosuntur, necnon graviter mechanice afficiuntur cum ferrum additur, sed etiam radiationi thermali ab arcu obnoxiae sunt. Quapropter, hae partes ex lateribus MgO-C cum excellenti effectu construuntur.
Pro parietibus lateralibus fornacum electricarum cum parietibus aqua refrigeratis, propter usum technologiae refrigerationis aquae, onus caloris augetur et condiciones usus severiores fiunt. Quapropter, lateres MgO-C cum bona resistentia scoriae, stabilitate contra ictus thermales et alta conductivitate thermali eligendi sunt. Eorum contentum carbonis est 10%~20%.
Materiae refractariae pro parietibus lateralibus fornacum electricarum potentiae ultra-altae
Parietes laterales fornacum electricarum potentiae ultra-altae (fornacum UHP) plerumque ex lateribus MgO-C construuntur, et loca calida et areae scoriae ex lateribus MgO-C praeclarae efficaciae (velut lateres MgO-C plenae matricis carbonis) construuntur. Vitam eorum utilem significanter augent.
Quamquam onus parietum fornacis propter emendationes in modis operationis fornacis electricae imminutum est, adhuc difficile est materiis refractariis vitam utilem locorum calidorum extendere cum sub condicionibus fusionis fornacis UHP operantur. Quapropter, technologia refrigerationis aquae evoluta et adhibita est. Fornacibus electricis EBT tapping utentibus, area refrigerationis aquae 70% attingit, ita usum materiarum refractariarum magnopere minuens. Technologia moderna refrigerationis aquae lateres MgO-C cum bona conductivitate thermali requirit. Asphaltum, lateres magnesiae resina iuncti et lateres MgO-C (contentum carbonis 5%-25%) ad parietes laterales fornacis electricae construendos adhibentur. Sub condicionibus oxidationis gravibus, antioxidantia adduntur.
Pro regionibus calidis quae gravissime a reactionibus redox laesae sunt, lateres MgO-C cum magna magnesite crystallina fusa ut materia prima, contento carbonis maiore quam 20%, et matrice carbonis plena ad constructionem adhibentur.
Recentissima progressio laterum MgO-C pro caminis electricis UHP est usus combustionis altae temperaturae deinde impregnationis asfalto ad producendos lateres MgO-C, qui asfalto cocti imbuti sunt. Ut ex Tabula 2 videri potest, comparatione cum lateribus non impregnatis, contentum carbonis residuum laterum MgO-C coctorum post impregnationem et recarbonizationem asfalti augetur circiter 1%, porositas 1% decrescit, et robur flexionis altae temperaturae et resistentia pressionis significanter auctum est. Robur significanter auctum est, ita ut magna durabilitas praestet.
Materiae refractariae magnesii ad parietes laterales furni electrici
Tegumenta fornacis electricae in alcalina et acida dividuntur. Pria materias refractarias alcalinas (velut magnesiam et materias refractarias MgO-CaO) ut tegumentum fornacis utuntur, posteriora vero lateres siliceos, arenam quartzosam, lutum album, et cetera ad tegumentum fornacis construendum utuntur.
Nota: Pro materiis ad tegumenta fornacum, fornaces electricae alcalinae materias refractarias alcalinas, et fornaces electricae acidicae materias refractarias acidas utuntur.
Tempus publicationis: XII Oct. MMXXIII
