Процес плавлення Ausmelt широко використовується в усьому світі завдяки його сильній пристосованості до сировини, простоті експлуатації, високій ефективності виробництва та повному захисту навколишнього середовища, але він також має такі недоліки, як короткий термін експлуатації печі; Подовження терміну служби печей Ausmelt в основному здійснюється навколо продовження терміну службивогнетривка цегла. З механізму втрати вогнетривкої цегли ми можемо з’ясувати фактори, які впливають на термін служби вогнетривкої вогнетривкої цегли в печах Ausmelt. Є три основні аспекти, а саме: відпадання пластівців; абляція високотемпературного розплаву; механічне очищення та хімічна ерозія високотемпературного димового газу.
Пластівці відпадають
У виробництві семи печей Ausmelt лусочки вогнетривкої цегли, що відпадають, є найважливішим фактором втрати вогнетривкої цегли. Є кілька основних факторів, які призводять до розшарування вогнетривкої цегли, а саме коливання температури; ерозія шлаків і фізичний вплив.
1. Перепади температури
Для виплавки міді в печі Ausmelt використовується стрічкова система для додавання мідного концентрату, а збагачене киснем повітря вдувається в нього через розпилювач. Після змішування в басейні розплаву печі Ausmelt відбувається бурхлива окисно-відновна реакція. Температура мідеплавильного басейну австралійської печі підтримується на рівні 1160 градусів -1200 градусів, що значно нижче, ніж вогнетривкість (більше або дорівнює 1580 градусам) і температура розм’якшення завантаження (більше або дорівнює 1450 ступінь ) звичайних вогнетривких матеріалів. Тому при такій температурі нова вогнетривка цегла, яка ще не зіпсувалася, не буде витрачатися. Однак за нерегулярних або навіть періодичних умов експлуатації, таких як процес відкриття та зупинки австралійської печі, температура в печі різко підвищується та падає, і ця зміна температури спричинить градієнт температури всередині цегли, а також усадку та розширення процес виготовлення вогнетривкої вогнетривкої цегли буде заблоковано для створення термічної напруги. Коли термічна напруга перевищує стійкість вогнетривкої цегли до термічного удару, вогнетривка вогнетривка цегла тріскається, ламається, знижується механічна міцність і, нарешті, розшаровується.
У той же час різні швидкості нагрівання та охолодження кожного шару цегли під час процесу нагрівання або охолодження печі та різні термічні напруги, що виникають під час процесу теплового зсуву, спричинять відносне зміщення між цеглою. Це відносне зміщення викликає силу зсуву тертя на поверхні зсуву між цеглинами. У важких випадках це безпосередньо розриває локальну область вогнетривкої цегли, викликаючи тріщини в вогнетривкій цеглі. Ці тріщини поширюються у відносному зміщенні, спричиненому кожним наступним коливанням температури, що зрештою призводить до відшарування вогнетривкої цегли. На ранній стадії відкриття австралійської печі через незрілі умови процесу, незнайомість із практичним функціонуванням процесу для покращення терміну служби плавильної печі Ausmelt та збої обладнання температура печі та умови печі часто коливалися, цегла падала вимкнуто в печі, і вогнетривка цегла була серйозно пошкоджена.
2. Ерозія шлаків
При плавці штейну шихта живої породи в основному включає кварц (SiO2) і вапняк (CaCO3), які реагують з FeO, утвореним окисленням мідного концентрату, з утворенням складного лужного шлаку, що містить силікат заліза (2FeO·SiO2: фаяліт), який має сильну корозійну активність. і здатність до ерозії. У процесі кладки з вогнетривкої цегли неминуче виникають радіальні і окружні шви цегли. Ці цегляні шви та тріщини у вогнетривкій цеглі, викликані коливаннями температури, забезпечують канали для проникнення та ерозії високотемпературного лужного шлаку, і сама ця ерозія шлаку також призводить до збільшення швів цегли та тріщин. У міру збільшення швів і тріщин цегла піддається надмірному навантаженню під час кожного процесу стиснення та розширення, викликаного коливаннями температури, що призводить до блокового відшарування поверхні вогнетривкої цегли.
3. Фізичний вплив
Коли кокс падає під час виробничого процесу печі Ausmelt, коксові блоки вільно падають на схил печі Ausmelt, що створює величезну силу фізичного удару по вогнетривкій вогнетривкій цеглі в схилі секції печі Ausmelt, серйозно впливаючи на внутрішні сила зчеплення цегли, що призводить до розтріскування вогнетривкої цегли. Після термічного удару, ерозії шлаку та розмивання димових газів тріщини призводять до відшарування вогнетривкої цегли.
Абляція високотемпературного розплаву
Завдяки перемішуванню пістолетом-розпилювачем басейн розплаву в печі Ausmelt є бурхливим «кипінням» динамічного басейну розплаву. Вся піч є нерівномірним і нестабільним температурним полем, яке схильне до локальної високої температури, що призводить до пом’якшення структури поверхні та міцності вогнетривкої вогнетривкої цегли, зниження ефективності зв’язування тканин, прямого спалювання частини фази зв’язку та зменшення навантаження. температура розм'якшення вогнетривкої цегли, що призводить до повільної втрати вогнетривкої цегли. Абляція високотемпературного розчину в основному відбувається в зоні басейну розплаву та області нижче шлакової лінії. З огляду та вимірювання даних залишкової цегли за сім періодів печі було виявлено, що процес випалювання вогнетривкої цегли високотемпературним розчином є дуже повільним процесом, головним чином тому, що зона високотемпературного розчину та область нижче лінії шлаку в основному можуть бути захищені шлаком завдяки ефекту водяного охолодження.
Механічне очищення та хімічна ерозія високотемпературних димових газів
Сам процес плавлення міді в печі Ausmelt — це процес утворення шлаку та десульфурації, який утворює велику кількість висококорозійного високотемпературного димового газу, що містить сірку. Високотемпературний димовий газ, що містить сірку, витягується високотемпературним вентилятором сірчаної кислоти для формування високотемпературного повітряного потоку, який безперервно очищає поверхню вогнетривкої цегли, особливо поверхню вогнетривкої цегли в схилій частині печі Ausmelt. , в результаті чого горить вогнетривка цегла. У той же час, оскільки плавка в печі Ausmelt є плавкою з високим вмістом кисню, димовий газ містить близько 6,5% кисню. Під час процесу дифузії частина SO2 окислюється з утворенням SO3 за допомогою високотемпературного газу, який реагує з лужними оксидами у вогнетривкій вогнетривкій цеглі при температурах нижче 1050 градусів, утворюючи сульфати лужноземельних металів (MgSO4, CaSO4). Утворення сульфатів лужноземельних металів в цеглі часто супроводжується збільшенням об'єму і заповненням пор. В результаті цієї ерозії підвищується ризик розтріскування цегли, послаблюється міцність зчеплення цегли, і ще більше сприяє розмиванню цегли шлаком, що в кінцевому підсумку призводить до горіння і навіть відшарування вогнетривкої цегли.
