Ausmelt-sulatusprosessia käytetään laajalti maailmanlaajuisesti sen vahvan raaka-aineen sopeutumiskyvyn, yksinkertaisen toiminnan, korkean tuotantotehokkuuden ja täydellisten ympäristönsuojelulaitosten vuoksi, mutta sillä on myös puutteita, kuten lyhyt uunin käyttöikä; Ausmelt-uunien käyttöiän pidentäminen tapahtuu pääasiassa käyttöiän pidentämisessätulenkestävät tiilet. Tulenkestävän tiilen häviömekanismista saamme selville tekijät, jotka vaikuttavat tulenkestävän tiilin käyttöikään Ausmelt-uuneissa. On kolme pääasiallista näkökohtaa, nimittäin: hiutaleet putoavat; korkean lämpötilan sulan poistaminen; korkean lämpötilan savukaasujen mekaaninen hankaus ja kemiallinen eroosio.
Hiutaleet putoavat
Ausmelt-uunien seitsemän uunin tuotannossa tulenkestävän tiilen irtoaminen on tärkein tekijä tulenkestävän tiilen häviämisessä. On olemassa useita päätekijöitä, jotka johtavat tulenkestäviin tiilihiutaleisiin, nimittäin lämpötilan vaihtelut; kuonaeroosiota ja fyysisiä vaikutuksia.
1. Lämpötilan vaihtelut
Ausmelt-uunikuparin sulatuksessa kuparirikastetta lisätään hihnajärjestelmällä ja siihen puhalletaan ruiskupistoolin kautta happipitoista ilmaa. Ausmelt-uunisulaan sekoituksen jälkeen tapahtuu voimakas redox-reaktio. Australialaisen uunin kuparin sulatusaltaan lämpötila pidetään 1160 asteessa -1200 astetta, mikä on huomattavasti alhaisempi kuin tulenkestävyys (suurempi tai yhtä suuri kuin 1580 astetta) ja kuorman pehmenemislämpötila (suurempi tai yhtä suuri kuin 1450 astetta). aste ) tavallisista tulenkestävästä materiaalista. Siksi tässä lämpötilassa uusia tulenkestäviä tiiliä, jotka eivät ole vielä huonontuneet, kuluteta. Kuitenkin epäsäännöllisissä tai jopa ajoittaisissa käyttöolosuhteissa, kuten australialaisen uunin avaaminen ja pysäyttäminen, uunin lämpötila nousee ja laskee jyrkästi, ja tämä lämpötilan muutos aiheuttaa lämpötilagradientin tiilen sisällä sekä kutistumista ja laajenemista. tulenkestävän tulenkestävän tiilin prosessi estetään aiheuttaen lämpöjännitystä. Kun lämpöjännitys ylittää tulenkestävien tiilien lämpöiskunkestävyyden, tulenkestävät palotiilet halkeilevat, rikkoutuvat ja heikentävät mekaanista lujuutta ja lopulta hilseilevät.
Samanaikaisesti kunkin tiilikerroksen erilaiset kuumennus- ja jäähtymisnopeudet uunin lämmitys- tai jäähdytysprosessin aikana sekä lämpösiirtymäprosessin aikana syntyneet erilaiset lämpöjännitykset aiheuttavat suhteellista siirtymää tiilien välillä. Tämä suhteellinen siirtymä aiheuttaa kitkaleikkausvoiman tiilien väliseen siirtymäpintaan. Vakavissa tapauksissa se repeää suoraan tulenkestävien tiilien paikallisen alueen aiheuttaen halkeamia tulenkestävissä tiileissä. Nämä halkeamat leviävät kunkin myöhemmän lämpötilan vaihtelun aiheuttamassa suhteellisessa siirtymässä, mikä lopulta johtaa tulenkestävän tiilen kuoriutumiseen. Australian uunin avaamisen alkuvaiheessa johtuen epäkypsistä prosessiolosuhteista, Ausmelt-sulatusuunin käyttöikää parantavan prosessin käytännön toiminnan tuntemattomuudesta ja laitevioista uunin lämpötila ja uunin olosuhteet vaihtelivat usein, tiilet putosivat. sammutettiin uunissa, ja tulenkestävät palotiilet vaurioituivat vakavasti.
2. Kuonan eroosio
Mattasulattuksessa panoskangas sisältää pääasiassa kvartsia (SiO2) ja kalkkikiveä (CaCO3), jotka reagoivat kuparirikasteen hapetuksessa syntyvän FeO:n kanssa muodostaen monimutkaisen emäksisen kuonan, joka sisältää rautasilikaattia (2FeO·SiO2: fayaliitti), jolla on voimakas syövyttävyys. ja eroosiokyky. Tulenkestävän tiilimuurauksen prosessissa on väistämättä säteittäisiä ja kehämäisiä tiililiitoksia. Nämä lämpötilanvaihteluiden aiheuttamat tulenkestävien tiilien saumat ja halkeamat tarjoavat kanavia korkean lämpötilan alkalisen kuonan tunkeutumiselle ja eroosioille, ja tämä kuonaeroosio itsessään aiheuttaa myös tiilisaumojen ja halkeamien lisääntymistä. Tiilien liitosten ja halkeamien kasvaessa tiilet altistuvat liialliselle jännitykselle jokaisen supistumis- ja laajenemisprosessin aikana, mikä johtuu lämpötilan vaihteluista, mikä johtaa tulenkestävän tiilen pinnan lohkeamiseen.
3. Fyysinen vaikutus
Kun koksia putoaa Ausmelt-uunin tuotantoprosessin aikana, koksilohkot putoavat vapaasti Ausmelt-uunin rinneosaan, mikä tuottaa valtavan fyysisen iskuvoiman tulenkestäviin tulenkestäviin tiileihin Ausmelt-uunin rinteessä, mikä vaikuttaa vakavasti sisätiloihin. tiilien sidosvoima, mikä saa tulenkestävät tiilet halkeilemaan. Lämpöshokin, kuonaeroosion ja savukaasujen hankaamisen jälkeen halkeamat saavat lopulta tulenkestävät palotiilet kuorimaan irti.
Korkean lämpötilan sulan ablaatio
Ruiskutuspistoolin sekoitusvaikutuksesta johtuen Ausmelt-uunin sulaallas on rajusti "kiehuva" dynaaminen sulaallas. Koko uuni on epätasainen ja epävakaa lämpötilakenttä, joka on altis paikallisille korkeille lämpötiloille, mikä johtaa tulenkestävän tiilien pintarakenteen ja lujuuden pehmenemiseen, kudosten sidoskyvyn heikkenemiseen, sidosvaiheen osan suoraan palamiseen ja kuormituksen vähenemiseen. tulenkestävien tiilien pehmenemislämpötila, mikä johtaa tulenkestävien tiilien hitaaseen häviämiseen. Korkean lämpötilan liuoksen ablaatio tapahtuu pääasiassa sulan allasalueella ja kuonaviivan alapuolella. Seitsemän uunijakson jäännöstiilitietojen havainnoinnin ja mittauksen perusteella havaitaan, että tulenkestävien tiilien palaminen korkean lämpötilan liuoksella on erittäin hidas prosessi, pääasiassa koska korkean lämpötilan liuospinta-ala ja kuonalinjan alapuolella oleva alue voidaan periaatteessa suojata kuonalla vesijäähdytyksen vaikutuksesta.
Korkean lämpötilan savukaasujen mekaaninen hankaus ja kemiallinen eroosio
Itse kuparin sulatuksen sulatusprosessi Ausmelt-uunissa on kuonanvalmistus- ja rikinpoistoprosessi, joka tuottaa suuren määrän erittäin syövyttävää korkean lämpötilan rikkipitoista savukaasua. Korkean lämpötilan rikkipitoinen savukaasu poistetaan rikkihapon korkean lämpötilan tuulettimella korkean lämpötilan ilmavirran muodostamiseksi, joka hankaa jatkuvasti tulenkestävien tiilien pintaa, erityisesti tulenkestävien tiilien pintaa Ausmelt-uunin rinteessä. , mikä johtaa tulenkestävien tiilien palamiseen. Samalla, koska Ausmeltin uunisulatus on happirikas sulatus, savukaasut sisältävät noin 6,5 % happea. Diffuusioprosessin aikana osa SO2:sta hapettuu SO3:ksi korkean lämpötilan kaasulla, joka reagoi tulenkestävissä tulenkestävissä tiileissä olevien alkalisten oksidien kanssa alle 1050 asteen lämpötiloissa muodostaen maa-alkalimetallisulfaatteja (MgSO4, CaSO4). Maa-alkalimetallisulfaattien muodostumiseen tiilissä liittyy usein tilavuuden kasvu ja huokosten täyttyminen. Tämän eroosion seurauksena tiilien halkeiluriski kasvaa, tiilien tarttumislujuus heikkenee ja tiilien kuonan aiheuttama eroosio edistää entisestään, mikä lopulta johtaa tulenkestävien tulitiilien palamiseen ja tasaiseen hilseilyyn.
