电弧炉炼钢的主要特征及特点

以废钢铁或粗钢为主要固体料，不需要一套庞大的炼铁和炼焦系统;

原料使用范围广，在生产调度上适于短时间、间歇式生产;

利用电能使其熔化(重熔)及升温，易获得高温，调温方便而准确，有利于冶炼各类钢种;

炉内气氛(氧化、还原、中性)、真空度、压力可调控;合金收得率高，成分易于调整且控制范围窄;

品种适应性广、质量好，可冶炼含P、S、O低的各种类型的优良钢和合金钢;

设备较简单，工艺流程短，占地面积小，基建费用低，投产快，易控制污染;

消耗电能大，[N]、[H]高;

生产率比转炉低，电极、耐材等消耗比其他冶炼方法高。

炼钢电炉工作过程中通常处于碱性侵蚀气氛中，因此电炉所用的耐火材料多以碱性耐火材料为主，如MgO-C砖、沥青浸渍MgO砖、MgO-Cr₂O₃砖、MgO-CaO质捣打料等，少部分为中性耐火材料，如Al₂O₃-C质材料、高铝质材料等。

总体来看，电炉耐火材料的损毁因素主要有:侵蚀、氧化、冲刷、溶融、剥落和水化，其中占主导地位的是氧化、化学侵蚀和冲刷。

(1)化学侵蚀

氧化铁(FeO)或渣中的酸性组分，例如SiO₂与CaO和MgO之间发生化学反应，如下所示：

以上反应均能使炉衬变为熔渣，从而导致耐火材料损毁。

(2)氧化

氧化是造成电炉炉衬中耐火材料侵蚀的主要原因之一。在此过程中耐火材料中的碳成分被含氧成分(如氧化铁、氧气、氧化镁)氧化而导致材料脱碳损毁。

渣中的氧化铁与砖衬的热面中的石墨或焦油/树脂反应，或氧气侵蚀砖衬冷面的石墨或结合剂，在这两种情况下砖的强度降低，并可能被熔渣或钢水冲蚀。

在实际电炉的气氛条件下，从1700℃以上开始，反应(6)特别容易发生，产生的Mg蒸气容易扩散，产生组织劣化，这是造成镁碳砖高温损毁的主要因素之一。

(3)冲刷或机械冲击

由于钢水或熔渣流过耐火材料表面并物理性磨损或冲刷炉衬而导致了物理损毁。在电炉的出钢口、渣线、电极口或排气平台等处冲刷蚀损是最普遍的。

剥落是一种错综复杂的耐火材料损毁机理。这是由于炉衬耐火材料遭受迅速加热和冷却导致耐火材料产生应力而造成的。该应力常常超过耐火材料的强度，因而导致裂纹的相交贯穿，炉衬的碎片将会剥落或完全脱落，这种情况普遍发生在电炉炉顶上。

(4)水化

水化也是电炉耐火材料损毁的一个因素。在使用过程中水容易渗入炉盖或炉墙，水或水蒸汽能侵蚀耐火材料炉衬，其中氧化镁(或其他碱性氧化物)与水(或水蒸汽)发生如下反应而被水化。

反应(7)会导致耐火材料性能大幅削弱，抗熔渣和钢水的渗透性变差。

由以上损毁原因分析可知，炼钢电炉各部位选用的耐火材料对性能有以下要求：①良好的化学稳定性和体积稳定性;②材质组成不易和钢水、SiO₂反应，不易产生结瘤;③不易被钢水润湿和渗透;④耐急冷、急热性能好，不易破损和剥落;⑤致密度高、气孔率低，气孔分布均匀，钢水不易渗透;⑥强度高，可抵抗机械外力冲击和冲刷。

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