Ausmelt-smelteprosessen er mye brukt over hele verden for sin sterke råvaretilpasningsevne, enkle betjening, høye produksjonseffektivitet og komplette miljøvernanlegg, men den har også mangler som kort ovnlevetid; forlengelse av levetiden til Ausmelt-ovner utføres hovedsakelig rundt forlengelse av levetiden tilildfast murstein. Fra tapsmekanismen for ildfast teglstein kan vi finne ut hvilke faktorer som påvirker levetiden til ildfaste ildstein i Ausmelt-ovner. Det er tre hovedaspekter, nemlig: flak som faller av; ablasjon av høy temperatur smelte; mekanisk skuring og kjemisk erosjon av høytemperatur røykgass.
Flak faller av
I produksjonen av de syv ovnene til Ausmelt-ovner er ildfaste teglflak som faller av den viktigste faktoren for tap av ildfast tegl. Det er flere hovedfaktorer som fører til ildfaste mursteinsflak, nemlig temperatursvingninger; slaggerosjon og fysisk påvirkning.
1. Temperatursvingninger
Ausmelt ovn kobbersmelting bruker et beltesystem for å tilsette kobberkonsentrat, og oksygenrik luft blåses inn i det gjennom en sprøytepistol. Etter blanding i Ausmelt-ovnens smeltede basseng oppstår en voldsom redoksreaksjon. Temperaturen til kobbersmeltebassenget i den australske ovnen holdes på 1160 grader -1200 grader, som er betydelig lavere enn ildfasthet (større enn eller lik 1580 grader) og belastningsmykningstemperatur (større enn eller lik 1450) grad ) av vanlige ildfaste materialer. Derfor, ved denne temperaturen, vil nye ildfaste murstein som ennå ikke er forringet, ikke bli konsumert. Imidlertid, under uregelmessige eller til og med periodiske driftsforhold, som prosessen med å åpne og stoppe den australske ovnen, stiger og faller temperaturen i ovnen kraftig, og denne temperaturendringen vil forårsake en temperaturgradient inne i mursteinen, og krymping og ekspansjon prosessen med de ildfaste ildsteinene vil bli blokkert for å produsere termisk stress. Når den termiske spenningen overstiger den termiske sjokkmotstanden til de ildfaste mursteinene, vil de ildfaste brannmursteinene sprekke, bryte og redusere mekanisk styrke, og til slutt flasse av.
Samtidig vil de forskjellige oppvarmings- og avkjølingshastighetene til hvert lag av murstein under oppvarmings- eller avkjølingsprosessen til ovnen og de forskjellige termiske spenningene som genereres under den termiske forskyvningsprosessen forårsake relativ forskyvning mellom murstein. Denne relative forskyvningen forårsaker friksjonsskjærkraft på forskyvningsoverflaten mellom murstein. I alvorlige tilfeller vil det direkte rive det lokale området av de ildfaste mursteinene, og forårsake sprekker i de ildfaste mursteinene. Disse sprekkene sprer seg i den relative forskyvningen forårsaket av hver påfølgende temperatursvingning, og fører til slutt til avskalling av ildfast murstein. I det tidlige stadiet av den australske ovnsåpningen, på grunn av de umodne prosessforholdene, ukjenthet med den praktiske driften av prosessen for å forbedre levetiden til Ausmelt-smelteovnen, og utstyrsfeil, svingte ovnstemperaturen og ovnsforholdene ofte, murstein falt av i ovnen, og de ildfaste brannmursteinene ble alvorlig skadet.
2. Slaggerosjon
Ved mattsmelting inkluderer ladningsgangen hovedsakelig kvarts (SiO2) og kalkstein (CaCO3), som reagerer med FeO produsert ved oksidasjon av kobberkonsentrat for å danne et komplekst alkalisk slagg som inneholder jernsilikat (2FeO·SiO2: fayalitt), som har sterk korrosivitet og erosjonsevne. I prosessen med ildfast murstein er det uunngåelig radiale og periferiske mursteinskjøter. Disse teglfugene og sprekkene i ildfaste teglsteiner forårsaket av temperatursvingninger gir kanaler for infiltrasjon og erosjon av høytemperatur alkalisk slagg, og denne slaggeerosjonen i seg selv fører også til at teglfugene og sprekkene fortsetter å øke. Etter hvert som mursteinskjøtene og sprekkene øker, blir mursteinene utsatt for overdreven belastning under hver sammentreknings- og ekspansjonsprosess forårsaket av temperatursvingninger, noe som resulterer i blokkaktig avskalling av den ildfaste mursteinoverflaten.
3. Fysisk påvirkning
Når koks faller under produksjonsprosessen av Ausmelt-ovnen, faller koksblokkene fritt på skråningsdelen av Ausmelt-ovnen, noe som produserer en enorm fysisk slagkraft på de ildfaste ildsteinene i skråningsdelen av Ausmelt-ovnen, noe som alvorlig påvirker den indre delen av Ausmelt-ovnen. bindekraften til klossene, noe som får de ildfaste klossene til å sprekke. Etter termisk sjokk, slaggerosjon og røykgassskuring får sprekkene til slutt de ildfaste brannmurene til å flasse av.
Ablasjon av høytemperatursmelte
På grunn av rørevirkningen til sprøytepistolen er smeltebassenget i Ausmelt-ovnen et voldsomt "kokende" dynamisk smeltet basseng. Hele ovnen er et ujevnt og ustabilt temperaturfelt, som er utsatt for lokal høy temperatur, noe som resulterer i mykning av overflatestrukturen og styrken til de ildfaste ildsteinene, redusert vevbindingsytelse, direkte brenning av deler av bindingsfasen og redusert belastning mykningstemperaturen til de ildfaste klossene, noe som resulterer i sakte tap av ildfaste klosser. Ablasjonen av høytemperaturløsning skjer hovedsakelig i bassengområdet og området under slagglinjen. Fra observasjon og måling av gjenværende mursteinsdata fra syv ovnsperioder, er det funnet at brenningsprosessen av ildfaste murstein ved høytemperaturløsning er en veldig langsom prosess, hovedsakelig fordi høytemperaturløsningsområdet og området under slagglinjen kan i utgangspunktet beskyttes av slagg på grunn av effekten av vannkjøling.
Mekanisk skuring og kjemisk erosjon av høytemperatur røykgass
Smelteprosessen for kobbersmelting i selve Ausmelt-ovnen er en slaggfremstillings- og avsvovlingsprosess, som vil produsere en stor mengde svært korrosiv høytemperatur-svovelholdig røykgass. Den høytemperatur-svovelholdige røykgassen trekkes ut av svovelsyre-høytemperaturviften for å danne en høytemperaturluftstrøm, som kontinuerlig skurer overflaten av ildfaste murstein, spesielt overflaten av ildfaste murstein i skråningsdelen av Ausmelt-ovnen , noe som resulterer i brenning av ildfaste murstein. Samtidig, siden Ausmelt-ovnssmeltingen er en oksygenrik smelting, inneholder røykgassen ca. 6,5 % oksygen. Under diffusjonsprosessen oksideres en del av SO2 for å produsere SO3 av høytemperaturgassen, som reagerer med de alkaliske oksidene i de ildfaste ildsteinene ved temperaturer under 1050 grader for å danne jordalkalimetallsulfater (MgSO4, CaSO4). Dannelsen av jordalkalimetallsulfater i murstein er ofte ledsaget av en økning i volum og fylling av porer. Som et resultat av denne erosjonen øker risikoen for oppsprekking av murstein, bindingsstyrken til murstein svekkes, og erosjon av murstein av slagg fremmes ytterligere, noe som til slutt fører til brenning og til og med avflassing av ildfast brannstein.
