Magnesiumhiilitiiletkäytetään laajalti metallurgisissa prosesseissa, mutta niiden käyttöikä on edelleen erittäin ongelmallinen ankarista käyttöolosuhteista johtuen, erityisesti senkan kuonalinjassa, jossa magnesiittihiilitiilien vauriot ovat erityisen vakavia.
(1) Magnesiumoksidihiilitulenkestävien tiilien kuonaeroosio:
Kaukana kuonalinjan monimutkaisen fysikaalisen ja kemiallisen ympäristön vuoksi tämän osan vuoraus on herkimmin vaurioitunut. Kuonan kemiallinen eroosio MgO-C-tiilien pinnalle johtuu pääasiassa MgO:n liukenemisesta ja hiilen hapettumisesta MgO-C-tiilien matriisissa. Seuraavien tekijöiden yhteisvaikutuksessa MgO-C-tiilet vaurioituvat:
1. Alkaliteetin vaikutus: Mitä pienempi kuonan emäksisyys on, sitä edullisempaa on MgO-C-tiilien kuluminen. Jos kuonan alkalisuus kasvaa, SiO2:n aktiivisuus kuonassa laskee, mikä voi vähentää hiilen hapettumista. Samanaikaisesti emäksisyyden kasvaessa FeO:n aktiivisuus kuonassa laskee, mikä hidastaa suhteellisesti kuonan eroosiota MgO-C-tiilissä;
2. MgO:n vaikutus: Osbom et ai. havaitsivat, että MgO:n pitoisuus kuonakerroksessa oli jopa 30 %, kun analysoitiin LF-kuonalinjan koostumusta. He uskoivat, että mitä korkeampi MgO-pitoisuus kuonassa, sitä hitaammin MgO-C-tiilien eroosio. Mitä korkeampi alkalisuus, sitä hitaampi MgO-C-tiilien eroosio. 3. Al2O3:n vaikutus: Kuonassa oleva Al2O3 alentaa kuonan sulamispistettä ja viskositeettia, lisää kuonan ja tulenkestävän materiaalin kostuvuutta, tekee kuonasta helpommin tunkeutuvan magnesiumoksidihiekan raerajalta ja tekee periklaasista irti magnesiumoksidimatriisista hiili tiilet.
4. FeO:n vaikutus: Ensinnäkin kuonassa oleva FeO voi helposti reagoida grafiitin kanssa magnesiumoksidihiilitiilessä korkeassa lämpötilassa, jolloin muodostuu kirkkaan valkoisia rautahelmiä, jotka muodostavat hiilenpoistokerroksen, kuten kuvassa 1 on esitetty. Toiseksi magnesiumoksidihiilitiilessä oleva periklaasi reagoi myös FeO:lla kuonassa muodostaen matalan sulamispisteen tuotteita.
(2) Hiilen hapettuminen magnesiumoksidihiilitiilissä:
Kun magnesiumoksidihiilitiili joutuu kosketuksiin kuonan kanssa, hiili reagoi FeO:n ja muiden kuonassa olevien oksidien kanssa muodostaen tietyissä olosuhteissa hiilenpoistokerroksen, mikä johtaa magnesiumoksidihiilitiilen työpinnan löysään rakenteeseen, mikä on pääasiallinen syy magnesiumoksidin vaurioitumiseen. hiili tiili. Hiili reagoi oksidien, kuten CO2, O2 ja SiO2, kanssa ja hapettuu jatkuvasti kuonassa olevien rautaoksidien vaikutuksesta; toiseksi hiilenpoistokerroksen muodostama löysä rakenne tuottaa suurempia halkeamia ja huokosia lämpölaajenemisen ja kuonan hankaamisen vaikutuksesta, mikä helpottaa kuonan tunkeutumista ja muodostaa matalan sulamispisteen faasin MgO:n kanssa. Samanaikaisesti magnesiumoksidihiilitiilen pintarakenne muuttuu sulan altaan voimakkaan mekaanisen sekoittamisen ja teräskuonan voimakkaan hankaamisen vaikutuksesta ja lopulta vaurioituu vähitellen ulkopuolelta sisään, jolloin magnesiumoksidihiilitiili hajoaa. vakavasti vaurioitunut. Kun lämpötila ylittää tietyn arvon, tiilirunko vaurioituu ja ruostuu nopeasti. Tämä johtuu siitä, että MgO ja grafiitti alkavat reagoida itsekulutuksen kanssa korkeassa lämpötilassa.
(3) Huokosten vaikutus:
Magnesiittihiilitiilien sisällä ja pinnalla olevien mikrohuokosten vuoksi magnesiittihiilitiilien eroosio on todennäköisempää. Mag-c-tiilien käytön aikana huokosilla on kiihdyttävä rooli hiilenpoistokerroksen muodostumisessa, mikä puolestaan saa kuonan kuluttamaan magnesiumhiilitiilien tulenkestävää materiaalia vakavammin. Kun ulkoilma tulee magnesiittihiilitiilien huokosiin jäähtymään, ilmassa oleva happi reagoi ympäröivän hiilen kanssa muodostaen CO-kaasua ja poistuu mikrohuokosten kautta. Näiden kahden prosessin jatkuva esiintyminen lisää vähitellen huokoisuutta ja huokoskokoa. Tärkein tekijä huokosten muodostumisessa on sideaineiden valinta magnesiumoksidihiilitiilissä. Fenolihartsia käytetään yleensä sideaineena. Jos magnesiumoksidihiilitiileen lisätään pieni määrä fenolihartsia, huokoisuus ei ole kylmässä liian korkea, noin 3 %, mutta fenolihartsi hajoaa ja tuottaa vettä, vetyä, metaania, hiilimonoksidia (hiilidioksidia) ) ja muut kaasut kuumentamisen jälkeen ja muodostavat huokosia näiden kaasujen virtauksen alla, mikä lisää huokoisuutta. Siksi huokosten läpi kulkeva kuona syövyttää magnesiittihiilitiiliä, mikä tekee hiilen hapetuksesta ja MgO:n liukenemisesta voimakkaampaa, mikä vaurioittaa magnesiumoksidihiilipalotiiliä. Kaasuntuotantoprosessin toistuvasta luonteesta johtuen magnesiumoksidihiilen tulenkestävän tiilin vauriot lisääntyvät edelleen.
