Kaukan kuonalinja on osa, jossa sula teräs tulee suoraan kosketukseen ilman kanssa. Tällä hetkellä,magnesiumoksidihiilitiiletkäytetään enimmäkseen kauhokuonalinjan rakentamiseen. Lämpötilaeron ja happirikkaan ympäristön vuoksi tämän osan eroosionopeus on huomattavasti nopeampi kuin muiden osien. Lisäksi sulan teräksen kaatuminen ja kuonapurkaus käytön aikana aiheuttavat suuria vahinkoja kuonalinjalle. Siksi senkkakuonalinja on yksi eniten huollettavista osista.
Senkkakuonalinjan käyttöikään vaikuttaa ja rajoittaa pääasiassa kolme näkökohtaa: ulkoinen ympäristö, tulenkestävä laatu ja muurausmenetelmä.
1. Ulkoinen ympäristö
Kauha on laite sulan teräksen vastaanottamiseen ja kaatotoimenpiteiden suorittamiseen. Sulan teräksen lämpötila on usein noin 1500 astetta. Kun kauhan kuonalinja joutuu kosketuksiin ilman kanssa tässä lämpötilassa, tapahtuu voimakas hapetusreaktio. Lisäksi sulan teräksen ja ilman kosketuspinnan lämpötilaerolla on myös erittäin voimakas vaikutus senkan kuonalinjaan. Suuri lämpötilaero koettelee vakavasti senkan kuonalinjan lämpöstabiilisuutta[20]. Toistuvien vastaanotto- ja tyhjennysoperaatioiden aikana tulenkestävä aine aiheuttaa tietyssä määrin halkeilua. Siksi ulkoisessa ympäristössä korkeassa lämpötilassa tapahtuvalla hapetuksella on suuri vaikutus kuonalinjan eroosioon. Samalla suuri lämpötilan muutos asettaa korkeat vaatimukset tulenkestävien materiaalien lämmönkestävyydelle. Sulamishäviön ja tulenkestävien materiaalien romahtamisen vuorovaikutuksessa senkan kuonalinja vaurioituu helposti, ja sitten tapahtuu teräksen tunkeutuminen.
LF-jalostuskuona on helppo aiheuttaa magnesiumoksidihiilitiilien hapettumista ja hiilenpoistoa. LF-kuonalla on suhteellisen alhainen viskositeetti korkeassa lämpötilassa, sillä on vahva läpäisevyys hiilenpoistokerroksessa ja sillä on hyvä liukoisuus magnesiumoksidiin. Samanaikaisesti kuona on helppo tunkeutua periklaasin raerajalle magnesiumoksidihiekapartikkelien hajottamiseksi, kuten kuvassa 2 (SA on kuona kuvassa; TA on kolmen kappaleen leikkauskohta). Siksi LF-kuonalinjan magnesiittihiilitiilien käyttöikä on suhteellisen alhainen. Shen et ai. on systemaattisesti tutkinut kauhan magnesiumhiilitiilien vauriomekanismia LF-jalostusprosessissa, mikä osoittaa, että korkean lämpötilan kuona syövyttää helposti pienemmät MgO-raeaggregaatit. Eroosion jälkeen kuona jatkaa tunkeutumista MgO-aggregaatin sisäpuolelle periklaasin raerajaa pitkin, mikä lopulta aiheuttaa periklaasiaggregaatin pilkkoutumisen.
2. Tulenkestävä laatu
Currently, magnesite carbon bricks are mainly used for ladle slag lines. Both traditional magnesia carbon bricks and low-carbon magnesite carbon bricks, which are currently widely used, mainly use flake graphite as their carbon source. Flake graphite is generally selected from -197, -196, etc., that is, the particle size is greater than 100 mesh and the purity is higher than 97% or 96% (mass fraction). The binder is a thermosetting phenolic resin. During the carbonization reaction, the self-chain segments undergo cross-linking reactions to form a network structure that can form a mechanical interlocking force between magnesia sand particles and graphite. Graphite is the main raw material for the production of magnesia carbon refractory bricks, mainly due to its excellent physical properties: ① non-wetting of slag, ② high thermal conductivity, and ③ low thermal expansion. In addition, graphite does not melt with refractory materials, and graphite has high refractoriness. It is precisely because of this characteristic that mag-c bricks are selected for slag lines with harsh operating environments [24]. For low carbon magnesia carbon bricks (mass fraction of carbon ≤8%) or ultra-low carbon magnesite carbon bricks (mass fraction of carbon ≤3%), it is difficult to form a continuous network structure due to the low carbon content, so the organizational structure design of low carbon magnesia-carbon bricks is relatively complex. On the contrary, the organizational structure design of high carbon mag-carbon bricks (mass fraction of carbon>10%) on suhteellisen yksinkertainen.
Magnesiittihiilitiilien kosteusalttiuden ja kaavan valinnan vaikutuksesta johtuen magnesiittihiilitiilien suorituskyky heikkenee jossain määrin. Kun magnesiumoksidihiilitiilet ovat kosteat, rakenteesta tulee löysä ja vettä karkaa korkeassa lämpötilassa muodostaen useita tyhjiä kanavia, millä on negatiivinen vaikutus näiden tiilien lämpöstabiilisuuteen ja korroosionkestävyyteen, ja kyky kestää sulan teräksen kanssa. myös heikentyä suuresti. MgO-C on erittäin herkkä termomekaaniselle hankaukselle, koska MgO:n lämpölaajenemiskerroin on hyvin palautuva. Magnesiumoksidihiilitiilen sideaine on myös tärkeä tekijä, joka vaikuttaa magnesiumoksidihiilitiilen laatuun. Liian paljon tai liian vähän sideainetta vaikuttaa magnesiumoksidihiilitiilen suorituskykyyn. Liian vähäinen sideaine aiheuttaa sen, että magnesiumoksidihiilitiilijauhe sitoutuu löyhästi ja pestään ja kuoriutuu helposti pois; Liian paljon sideainetta heikentää magnesiumoksidihiilitiilen lämpöshokkivakautta ja tulenkestävyyttä, ja sulaan teräkseen lisätään liikaa haitallisia aineita.
Kun kauha vastaanottaa sulan teräksen konvertterista, sen mukana tulee suuri määrä kuonaa. Kuonan alhainen sulamispiste 2CaO·SiO2 liukenee MgO-raerajaan ja reagoi kemiallisesti MgO-kerroksen epäpuhtaushiven kanssa, jolla on tärkeä rooli tulenkestävien magnesiumoksidien liukenemisessa. Konvertterikuonan näkökulmasta magnesiumoksidihiilitulenkestävien tiilien suorituskyvyn parantamista koskeva tutkimus keskittyy pääasiassa magnesiumoksidihiekkaan, antioksidantteihin ja mikrorakenteeseen.
Lisäksi antioksidanttien lisääminen magnesiumoksidihiilitiiliin vaikuttaa myös niiden laatuun. Magnesia-hiilitiilien hapettumisenkestävyyden parantamiseksi lisätään usein pieni määrä lisäaineita. Yleisiä lisäaineita ovat Si, Al, Mg, Al-S, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si-Mg-Ca, SiC, B4C, BN ja Al-BC sekä Al-SiC-C sarjan lisäaineet. Lisäaineiden roolilla on pääasiassa kaksi näkökohtaa: toisaalta termodynaamisesta näkökulmasta lisäaineet tai lisäaineet reagoivat työlämpötilassa hiilen kanssa muodostaen muita aineita. Niiden affiniteetti hapen kanssa on suurempi kuin hiilen hapen kanssa, ja ne hapettuvat ennen hiiltä, mikä suojaa hiiltä. Toisaalta kineettisesti katsottuna lisäaineiden reaktiossa O2:n, CO:n tai hiilen kanssa syntyvät yhdisteet muuttavat tulenkestävien hiilikomposiittimateriaalien mikrorakennetta, kuten lisäävät tiheyttä, tukkivat huokosia ja estävät hapen diffuusiota ja reaktiotuotteet [28]. Tällä hetkellä Al-jauhetta käytetään pääasiassa magnesiumoksidihiilitiilissä hiilen hapettumisen estämiseksi. Vaikka AI:lla on vahva hapettumisenestokyky, Al reagoi korkeassa lämpötilassa C:n ja N2:n kanssa muodostaen Al-hiili- ja typpiyhdisteitä. Niistä Al-karbidi on helppo hydratoida prosessissa korkeasta lämpötilasta matalaan lämpötilaan, jolloin magnesiumoksidihiilitiilen sisään muodostuu tyhjiöitä, mikä aiheuttaa rakenteen löystymistä ja halkeilua.
3. Muurausmenetelmä
Magnesiumhiilitiilet kauhan kuonalinjassa käyttävät yleensä kuivaa muurausta (tiilet suoraan pinoamalla ilman palomudan sidosta) ja märkää muurausta (käytetään palomutaa yhdistettynä tulenkestäviin tiileihin). Kuivan muurauksen etuna on, että se minimoi palomudan vaikutuksen. Korkeissa lämpötiloissa mag-c-tiilien ja palomudan eri materiaaleista johtuen lämpölaajenemisnopeus on erilainen lämpötilasta johtuen, jolloin kosketuspintaan on helppo muodostaa rakoja. Tämän menetelmän haittana on, että tiilet eivät voi taata 100-prosenttista läheistä kosketusta. Samaan aikaan, kun magnesiumoksidihiilitiilet laajenevat lämmön vaikutuksesta, tiilien väliin ei jää tilaa puskuroinnille, mikä aiheuttaa tiilien puristamista ja rikkoutumista; tai tiilien laajenemisesta johtuen koko kuonalinjan rengas nousee kokonaisena ja valtava pursotusvoima aiheuttaa reunalevyn muodonmuutoksen, jolloin tulenkestävä materiaali menettää suojansa ja pestään ja kuoriutuu pois, mikä aiheuttaa suuremman uhka kuonalinjan laadulle.
Märkämuurausmenetelmä on samanlainen kuin rakennusten muurausmenetelmä, mutta sen vaatimukset ovat tiukemmat. Tämän menetelmän etuna on, että sillä voidaan hyvin välttää kuivassa muurauksessa mahdollisesti esiintyvät aukot. Samaan aikaan palomuta on heikkoa korkeissa lämpötiloissa. Kun magnesiumoksidihiilitiilet laajenevat lämmön vaikutuksesta, ne voivat virrata sopeutuakseen muutoksiin tiilien välisissä rakoissa ja hajottaen ekstruusiovoiman tiilien välillä, jolloin vältetään rakojen muodostuminen. Tämän menetelmän haittana on, että palomudan käyttö tekee kuonalinjan rakenteen epävakaaksi ja lisää muurauksen vaikeutta. Jos palomuta on epätasainen, tiilien väliin jää edelleen rakoja.
