Selama proses kerja tungku listrik pembuatan baja, biasanya berada dalam suasana korosif basa. Oleh karena itu,bahan tahan apiyang digunakan dalam tungku listrik sebagian besar adalah bahan alkali, seperti batu bata MgO-C, batu bata MgO yang diresapi aspal, batu bata MgO-Cr2O3, bahan serudukan MgO-CaO, dll., dan sebagian kecil adalah bahan tahan api netral, seperti Al2O{{ 6}}Bahan C, bahan alumina tinggi, dll.
Secara keseluruhan, faktor kerusakan utama refraktori tungku listrik adalah: erosi, oksidasi, gerusan, peleburan, pengelupasan dan hidrasi, di antaranya oksidasi, erosi kimia dan gerusan yang dominan.
01 Erosi kimia
Besi oksida (FeO) atau komponen asam dalam terak, seperti SiO2, bereaksi secara kimia dengan CaO dan MgO. Reaksi tersebut dapat mengubah lapisan tungku menjadi terak, sehingga menyebabkan kerusakan pada bahan tahan api.
02 Oksidasi
Oksidasi merupakan salah satu penyebab utama terkikisnya bahan refraktori pada lapisan tungku listrik. Selama proses ini, komponen karbon dalam refraktori dioksidasi oleh komponen yang mengandung oksigen (seperti oksida besi, oksigen, dan magnesium oksida), sehingga terjadi dekarburisasi dan kerusakan material.
Oksida besi dalam terak bereaksi dengan grafit atau tar/resin pada permukaan lapisan bata yang panas, atau oksigen merusak grafit atau pengikat pada permukaan lapisan bata yang dingin. Dalam kedua kasus tersebut, kekuatan batu bata berkurang dan mungkin terkikis oleh terak atau baja cair.
Di bawah kondisi atmosfer tungku listrik yang sebenarnya, mulai dari suhu di atas 1700 derajat, reaksi (6) sangat rentan terjadi, dan uap Mg yang dihasilkan mudah berdifusi, mengakibatkan degradasi struktural, yang merupakan salah satu faktor utama penyebab tingginya -kerusakan suhu pada batu bata karbon magnesia.
03 Gerusan atau benturan mekanis
Kerusakan fisik disebabkan oleh lelehan baja atau terak yang mengalir di atas permukaan bahan tahan api dan secara fisik merusak atau mengikis lapisan tungku. Erosi gerusan paling sering terjadi pada saluran keluar baja, saluran terak, lubang elektroda, atau platform pembuangan tungku listrik.
Spalling adalah mekanisme kerusakan refraktori yang kompleks. Hal ini disebabkan oleh tekanan yang ditimbulkan pada lapisan tahan api akibat pemanasan dan pendinginan yang cepat. Tegangan ini seringkali melebihi kekuatan bahan tahan api, mengakibatkan perpotongan dan penetrasi retakan, dan pecahan lapisan akan terkelupas atau rontok seluruhnya. Keadaan ini biasa terjadi pada bagian atas tungku listrik.
04 Hidrasi
Hidrasi juga menjadi faktor rusaknya bahan refraktori tungku listrik. Selama penggunaan, air dengan mudah menembus penutup tungku atau dinding tungku, dan air atau uap air dapat menimbulkan korosi pada lapisan tahan api. Magnesium oksida (atau oksida basa lainnya) bereaksi dengan air (atau uap air) sebagai berikut dan terhidrasi.
Reaksi tersebut akan menyebabkan kinerja bahan refraktori menjadi sangat lemah, dan permeabilitas terak dan baja cair akan menurun.
Dari analisis penyebab kerusakan di atas, terlihat bahwa bahan tahan api yang dipilih untuk berbagai bagian tungku listrik pembuatan baja memiliki persyaratan kinerja sebagai berikut: ① stabilitas kimia dan stabilitas volume yang baik; ② komposisi material tidak mudah bereaksi dengan baja cair dan SiO2, serta tidak mudah menghasilkan bintil; ③ tidak mudah dibasahi dan ditembus oleh baja cair; ④ memiliki ketahanan yang baik terhadap pendinginan cepat dan pemanasan cepat, serta tidak mudah pecah dan terkelupas; ⑤ kepadatan tinggi, porositas rendah, distribusi pori seragam, dan baja cair tidak mudah ditembus; ⑥ kekuatan tinggi, dapat menahan dampak dan erosi kekuatan eksternal mekanis.
