Магнезіально-вуглецева цеглашироко використовуються в металургійних процесах, але їх термін служби все ще дуже проблематичний через важкі умови роботи, особливо в шлаковій лінії ковша, де пошкодження магнезитової вуглецевої цегли є особливо серйозним.
(1) Ерозія шлаку магнезіально-вуглецевої вогнетривкої цегли:
У ковші через складне фізико-хімічне середовище шлакопроводу футерівка цієї частини найбільш чутлива до пошкоджень. Хімічна ерозія шлаку на цеглі MgO-C відбувається головним чином через розчинення MgO та окислення вуглецю в матриці цегли MgO-C. Цегла MgO-C руйнується при спільній дії таких факторів:
1. Вплив лужності: чим нижча лужність шлаку, тим сприятливіший для руйнування цегли MgO-C. Якщо лужність шлаку підвищується, активність SiO2 в шлаку знижується, що може зменшити окислення вуглецю. У той же час з підвищенням лужності активність FeO в шлаку знижується, що відносно сповільнює розмивання шлаку на цеглі MgO-C;
2. Вплив MgO: Osbom et al. було виявлено, що вміст MgO в шарі шлаку досягає 30% при аналізі складу шлакової лінії LF. Вони вважали, що чим вище вміст MgO в шлаку, тим повільніше відбувається ерозія цегли MgO-C. Чим вище лужність, тим повільніше ерозія цегли MgO-C. 3. Вплив Al2O3: Al2O3 у шлаку знизить температуру плавлення та в’язкість шлаку, збільшить змочуваність шлаку та вогнетривких матеріалів, полегшить проникнення шлаку через межі зерен магнезіального піску та відокремить периклаз від матриці магнезії. вуглецева цегла.
4. Вплив FeO: По-перше, FeO у шлаку може легко вступати в реакцію з графітом у магнезіально-вуглецевій цеглі за високої температури, утворюючи яскраво-білі залізні кульки, утворюючи шар декарбюрізації, як показано на малюнку 1. По-друге, периклаз у магнезіально-вуглецевій цеглі також реагуватиме з FeO в шлаку з утворенням продуктів з низькою температурою плавлення.
(2) Окислення вуглецю в магнезіально-вуглецевій цеглі:
Коли магнезіально-вуглецева цегла контактує зі шлаком, вуглець реагує з FeO та іншими оксидами в шлаку, утворюючи за певних умов шар декарбюрізації, що призводить до пухкої структури робочої поверхні магнезіально-вуглецевої цегли, що є основною причиною пошкодження магнезії. вуглецева цегла. Вуглець реагує з такими оксидами, як CO2, O2 і SiO2, і постійно окислюється оксидами заліза в шлаку; по-друге, пухка структура, утворена шаром декарбюрізації, створює більші тріщини та пори під дією теплового розширення та розтирання шлаку, полегшуючи проникнення шлаку та утворення фази з низькою температурою плавлення з MgO. У той же час структура поверхні магнезіально-вуглецевої цегли змінюється під дією сильного механічного перемішування розплавленої ванни та насильницького розмивання сталевого шлаку, і врешті-решт поступово пошкоджується ззовні всередину, викликаючи магнезіально-вуглецеву цеглу. сильно пошкоджений. Коли температура перевищує певне значення, корпус цегли пошкоджується і швидко піддається корозії. Це тому, що MgO і графіт починають реагувати з самоспоживанням при високій температурі.
(3) Вплив пор:
Через наявність мікропор всередині та на поверхні магнезитно-вуглецевих цеглин більш імовірна ерозія магнезитових вуглецевих цеглин. Під час використання магнієвої цегли пори відіграють прискорювальну роль у формуванні шару зневуглецювання, що, у свою чергу, посилює руйнування вогнетривкого матеріалу магнієвої вуглецевої цегли шлаком. Коли зовнішнє повітря потрапляє в пори магнезитової вуглецевої цегли для охолодження, кисень у повітрі реагує з навколишнім вуглецем, утворюючи газ CO, який виводиться через мікропори. Безперервне протікання двох процесів поступово збільшує пористість і розмір пор. Найважливішим фактором утворення пір є вибір сполучних речовин у магнезіально-вуглецевій цеглі. В якості сполучного зазвичай використовується фенольна смола. Якщо додати невелику кількість фенольної смоли до магнезіально-вуглецевої цегли, пористість не буде надто високою в холодному стані, приблизно 3%, але фенольна смола розкладатиметься з утворенням води, водню, метану, оксиду вуглецю (вуглекислого газу). ) та інші гази після нагрівання та утворюють пори під потоком цих газів, збільшуючи пористість. Таким чином, магнезитова вуглецева цегла роз'їдається шлаком, що проходить через пори, що робить окислення вуглецю та розчинення MgO більш інтенсивними, тим самим пошкоджуючи магнезіальну вуглецеву цеглу. Через повторюваний характер процесу утворення газу пошкодження магнезіально-вуглецевої вогнетривкої цегли продовжує посилюватися.
