Øseslagglinjen er den delen hvor smeltet stål kommer i direkte kontakt med luft. For tidenkarbon murstein av magnesiumbrukes mest til bygging av øseslagglinje. På grunn av temperaturforskjellen og eksistensen av et oksygenrikt miljø, er erosjonshastigheten til denne delen betydelig raskere enn for andre deler. I tillegg forårsaker tipp og slaggutslipp av smeltet stål under drift store skader på slaggledningen. Derfor er øseslagglinjen en av delene med høyest vedlikeholdsfrekvens.
Levetiden til øseslagglinjen er hovedsakelig påvirket og begrenset av tre aspekter: ytre miljø, ildfast kvalitet og murmetode.
1. Ytre miljø
Øsen er en innretning for å motta smeltet stål og utføre helleoperasjoner. Temperaturen på smeltet stål er ofte rundt 1500 grader. Når øseslaggledningen kommer i kontakt med luft ved denne temperaturen, vil det oppstå en kraftig oksidasjonsreaksjon. I tillegg har temperaturforskjellen på kontaktflaten mellom smeltet stål og luft en meget sterk innvirkning på øseslagglinjen. Den store temperaturforskjellen vil alvorlig teste den termiske stabiliteten til øseslagglinjen[20]. Ved hyppige mottaks- og tømmeoperasjoner vil det ildfaste materialet gi en viss grad av sprekker. Derfor, i det ytre miljø, har oksidasjon ved høy temperatur stor innvirkning på erosjonen av slagglinjen. Samtidig stiller den enorme endringen i temperatur høye krav til den termiske stabiliteten til ildfaste materialer. Under samspillet mellom smeltetap og kollaps av ildfaste materialer, blir øseslagglinjen lett skadet, og deretter oppstår stålinfiltrasjon.
LF raffinering av slagg er lett å forårsake oksidasjon og avkulling av magnesia karbon murstein. LF-slagg har en relativt lav viskositet ved høy temperatur, har sterk permeabilitet i avkarboniseringslaget, og har høy løselighet i magnesiumoksid. Samtidig er slaggen lett å trenge inn i periklasens korngrense for å dissosiere magnesiumsandpartikler, som vist i figur 2 (SA er slagg på figuren; TA er skjæringspunktet mellom tre stykker). Derfor er levetiden til LF-slagglinje-magnesitkarbonstein relativt lav. Shen et al. systematisk studert skademekanismen til øse-magnesiumkarbonstein i LF-raffineringsprosessen, noe som indikerer at mindre MgO-kornaggregater lett eroderes av høytemperaturslagg. Etter erosjon vil slaggen fortsette å trenge inn i det indre av MgO-aggregatet langs periklasekorngrensen, og til slutt forårsake spaltning av periklaseaggregatet.
2. Ildfast kvalitet
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 %) er relativt enkelt.
På grunn av magnesitkarbonklossers følsomhet for fuktighet og påvirkningen av formelvalg, vil ytelsen til magnesiakarbonmurstein bli påvirket til en viss grad. Etter at magnesiumkarbonmurstein er fuktig, blir strukturen løs, og vann slipper ut ved høy temperatur for å produsere flere tomme kanaler, noe som vil ha en negativ innvirkning på den termiske stabiliteten og korrosjonsmotstanden til disse mursteinene, og evnen til å takle smeltet stål vil også være sterkt svekket. MgO-C er svært følsom for termomekanisk slitasje fordi den termiske ekspansjonskoeffisienten til MgO har høy reversibilitet. Bindemidlet til magnesia karbon murstein er også en viktig faktor som påvirker kvaliteten på magnesia karbon murstein. For mye eller for lite bindemiddel vil påvirke ytelsen til magnesia karbon murstein. For lite bindemiddel vil føre til at pulveret av magnesia karbon murstein blir løst bundet og lett vaskes og skrelles av; for mye bindemiddel vil føre til at den termiske sjokkstabiliteten og ildfastheten til magnesiakarbonstein forringes, og for mange skadelige elementer vil bli tilsatt det smeltede stålet.
Når øsen mottar det smeltede stålet fra omformeren, vil det bli ledsaget av en stor mengde slagg. Det lave smeltepunktet 2CaO·SiO2 i slaggen løses opp i MgO-korngrensen og reagerer kjemisk med sporforurensningselementene i MgO-laget, som spiller en stor rolle i oppløsningen av ildfaste magnesiummaterialer. Fra perspektivet til omformerslagg, fokuserer forskningen på ytelsesforbedring av ildfaste murstein av magnesiumkarbon hovedsakelig på magnesiumsand, antioksidanter og mikrostruktur.
I tillegg påvirker tilsetning av antioksidanter til magnesia karbon murstein også kvaliteten. For å forbedre oksidasjonsmotstanden til magnesia-karbon murstein, tilsettes ofte en liten mengde tilsetningsstoffer. Vanlige tilsetningsstoffer inkluderer Si, Al, Mg, Al-S, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si-Mg-Ca, SiC, B4C, BN og Al-BC og Al-SiC-C serie tilsetningsstoffer. Rollen til tilsetningsstoffer har hovedsakelig to aspekter: på den ene siden, fra et termodynamisk synspunkt, ved arbeidstemperatur, reagerer tilsetningsstoffer eller tilsetningsstoffer med karbon for å generere andre stoffer. Deres affinitet med oksygen er større enn for karbon med oksygen, og de oksideres før karbon, og beskytter derved karbon. På den annen side, fra et kinetisk synspunkt, endrer forbindelsene som genereres ved reaksjonen av tilsetningsstoffer med O2, CO eller karbon mikrostrukturen til ildfaste karbonkomposittmaterialer, slik som økende tetthet, blokkering av porer og hindre diffusjon av oksygen og reaksjonsprodukter [28]. For tiden brukes Al-pulver hovedsakelig i magnesia karbon murstein for å forhindre karbonoksidasjon. Selv om Al har sterk antioksidasjonsevne, reagerer Al med C og N2 ved høy temperatur og danner Al-karbon- og nitrogenforbindelser. Blant dem er Al-karbid lett å hydrere i prosessen fra høy temperatur til lav temperatur, noe som resulterer i dannelse av tomrom inne i magnesia-karbonsteinen, noe som får strukturen til å løsne og sprekker.
3. Murmetode
Magnesium karbon murstein i øse slagg linje generelt bruker tørt murverk (direkte stable murstein uten brannslam binding) og vått murverk (bruker brannslam kombinert med ildfast murstein). Fordelen med tørt murverk er at det minimerer påvirkningen av brannslam. Under høye temperaturforhold, på grunn av de forskjellige materialene til mag-c murstein og brannslam, er den termiske ekspansjonshastigheten forskjellig på grunn av temperaturen, som er lett å produsere hull på kontaktflaten. Ulempen med denne metoden er at klossene ikke kan garanteres å være 100 % i nærkontakt. Samtidig, når magnesia-karbon-klossene utvider seg på grunn av varme, er det ikke plass til buffering mellom klossene, noe som fører til at klossene klemmes og knuses; eller på grunn av utvidelsen av mursteinene, løftes hele ringen av slagglinje som en helhet, og den enorme ekstruderingskraften fører til at kantplaten deformeres, og det ildfaste materialet mister beskyttelsen og vaskes og skrelles av, noe som utgjør en større trussel mot kvaliteten på slagglinjen.
Den våte murmetoden ligner på murmetoden i bygninger, men den er strengere i kravene. Fordelen med denne metoden er at den godt kan unngå de hullene som kan oppstå i tørt murverk. Samtidig er brannslammet svakt ved høye temperaturer. Når magnesia-karbonsteinene utvider seg på grunn av varme, kan de flyte for å tilpasse seg endringene i gapene mellom mursteinene, og spre ekstruderingskraften mellom mursteinene, og derved unngå dannelsen av gap. Ulempen med denne metoden er at bruken av brannslam gjør strukturen til slagglinjen ustabil og øker vanskeligheten med murverk. Hvis brannslammet er ujevnt, vil det fortsatt være hull mellom mursteinene.
