Ausmelt-smältprocessen används flitigt över hela världen för sin starka råmaterialanpassning, enkla drift, höga produktionseffektivitet och kompletta miljöskyddsanläggningar, men den har också brister såsom kort ugnslivslängd; förlängning av Ausmelt-ugnarnas livslängd utförs främst kring att förlänga livslängden påeldfasta tegelstenar. Från mekanismen för förlust av eldfast tegel kan vi ta reda på de faktorer som påverkar livslängden för eldfasta tegelstenar i Ausmelt-ugnar. Det finns tre huvudaspekter, nämligen: flingor som faller av; ablation av högtemperatursmälta; mekanisk skurning och kemisk erosion av högtemperatur rökgas.
Flingor faller av
Vid tillverkningen av de sju ugnarna i Ausmelt-ugnar är flingor av eldfast tegel som faller av den viktigaste faktorn för förlust av eldfast tegel. Det finns flera huvudfaktorer som leder till flingor av eldfast tegel, nämligen temperaturfluktuationer; slaggerosion och fysisk påverkan.
1. Temperaturfluktuationer
Ausmelt ugns kopparsmältning använder ett bandsystem för att tillsätta kopparkoncentrat, och syrerik luft blåses in i den genom en sprutpistol. Efter blandning i Ausmelt-ugnssmältningspoolen uppstår en våldsam redoxreaktion. Temperaturen för kopparsmältningsbassängen i den australiensiska ugnen hålls vid 1160 grader -1200 grader, vilket är betydligt lägre än eldfasthet (större än eller lika med 1580 grader) och belastningsmjukningstemperatur (större än eller lika med 1450 grad ) av vanliga eldfasta material. Därför, vid denna temperatur, kommer nya eldfasta tegelstenar som ännu inte har försämrats inte att förbrukas. Men under oregelbundna eller till och med intermittenta driftsförhållanden, såsom processen att öppna och stoppa den australiensiska ugnen, stiger och faller temperaturen i ugnen kraftigt, och denna temperaturförändring kommer att orsaka en temperaturgradient inuti tegelstenen, och krympning och expansion processen för de eldfasta eldstenarna kommer att blockeras för att producera termisk stress. När den termiska spänningen överstiger värmechockbeständigheten hos de eldfasta tegelstenarna kommer de eldfasta eldstenarna att spricka, gå sönder och minska den mekaniska styrkan och slutligen flagna av.
Samtidigt kommer de olika uppvärmnings- och nedkylningshastigheterna för varje lager av tegelstenar under ugnens uppvärmning eller kylning och de olika termiska spänningarna som genereras under den termiska förskjutningsprocessen att orsaka relativ förskjutning mellan tegelstenar. Denna relativa förskjutning orsakar friktionsskjuvkraft på förskjutningsytan mellan tegelstenar. I allvarliga fall kommer det att direkt riva det lokala området för de eldfasta tegelstenarna, vilket orsakar sprickor i de eldfasta tegelstenarna. Dessa sprickor sprider sig i den relativa förskjutningen som orsakas av varje efterföljande temperaturfluktuation, vilket så småningom leder till att eldfast tegel skalar. I det tidiga skedet av den australiensiska ugnsöppningen, på grund av de omogna processförhållandena, obekantskap med den praktiska driften av processen för att förbättra livslängden för Ausmelt-smältugnen och utrustningsfel, fluktuerade ugnstemperaturen och ugnsförhållandena ofta, tegel föll av i ugnen, och de eldfasta tegelstenarna skadades allvarligt.
2. Slaggerosion
Vid skärstenssmältning innefattar laddningsgången huvudsakligen kvarts (SiO2) och kalksten (CaCO3), som reagerar med FeO producerad genom oxidation av kopparkoncentrat för att bilda en komplex alkalisk slagg innehållande järnsilikat (2FeO·SiO2: fayalit), som har stark korrosivitet. och erosionsförmåga. I processen med eldfast tegelmurverk finns det oundvikligen radiella och periferiska tegelfogar. Dessa tegelfogar och sprickor i eldfasta tegelstenar orsakade av temperaturfluktuationer ger kanaler för infiltration och erosion av alkalisk slagg med hög temperatur, och denna slaggreosion i sig gör också att tegelfogarna och sprickorna fortsätter att öka. När tegelfogarna och sprickorna ökar, utsätts tegelstenarna för överdriven påfrestning under varje sammandragnings- och expansionsprocess orsakad av temperaturfluktuationer, vilket resulterar i blockig flagning av den eldfasta tegelytan.
3. Fysisk påverkan
När koks faller under produktionsprocessen av Ausmelt-ugnen, faller koksblocken fritt på sluttningsdelen av Ausmelt-ugnen, vilket producerar en enorm fysisk slagkraft på de eldfasta eldstenarna i sluttningsdelen av Ausmelt-ugnen, vilket allvarligt påverkar det inre bindningskraften hos tegelstenarna, vilket gör att de eldfasta tegelstenarna spricker. Efter termisk chock, slaggerosion och rökgasrening gör sprickorna så småningom att de eldfasta tegelstenarna lossnar.
Ablation av högtemperatursmälta
På grund av sprutpistolens omrörningsverkan är den smälta poolen i Ausmelt-ugnen en våldsam "kokande" dynamisk smältbassäng. Hela ugnen är ett ojämnt och instabilt temperaturfält, som är benäget för lokal hög temperatur, vilket resulterar i uppmjukning av ytstrukturen och styrkan hos de eldfasta eldstenarna, minskad vävnadsbindningsprestanda, direkt förbränning av en del av bindningsfasen och minskad belastning mjukningstemperaturen för de eldfasta tegelstenarna, vilket resulterar i långsam förlust av eldfasta tegelstenar. Ablationen av högtemperaturlösning sker främst i området för smältbassängen och området under slagglinjen. Från observation och mätning av kvarvarande tegeldata från sju ugnsperioder har det visat sig att förbränningsprocessen av eldfasta tegelstenar med högtemperaturlösning är en mycket långsam process, främst på grund av att högtemperaturlösningsområdet och området under slagglinjen kan i princip skyddas av slagg på grund av effekten av vattenkylning.
Mekanisk skurning och kemisk erosion av högtemperatur rökgas
Smältprocessen för kopparsmältning i Ausmelts ugn är en slaggframställnings- och avsvavlingsprocess, som kommer att producera en stor mängd mycket korrosiv högtemperatursvavelinnehållande rökgas. Den högtemperatursvavelhaltiga rökgasen utvinns av svavelsyrafläkten för att bilda ett högtemperaturluftflöde, som kontinuerligt skurar ytan på eldfasta tegelstenar, särskilt ytan på eldfasta tegelstenar i sluttningsdelen av Ausmelt-ugnen , vilket resulterar i förbränning av eldfasta tegelstenar. Samtidigt, eftersom Ausmelt-ugnssmältningen är en syrerik smältning, innehåller rökgasen cirka 6,5 % syre. Under diffusionsprocessen oxideras en del av SO2 för att producera SO3 av högtemperaturgasen, som reagerar med de alkaliska oxiderna i de eldfasta eldstenarna vid temperaturer under 1050 grader för att bilda alkaliska jordartsmetallsulfater (MgSO4, CaSO4). Bildandet av alkaliska jordartsmetallsulfater i tegelstenar åtföljs ofta av en ökning i volym och fyllning av porer. Som ett resultat av denna erosion ökar risken för sprickbildning av tegelstenar, tegelstenens bindningsstyrka försvagas och erosionen av tegel av slagg befrämjas ytterligare, vilket så småningom leder till att eldfasta brandtegel förbränns och till och med flagnar.
