1. أسباب تلف الطوب الحراري في المواد الحرارية المغرفة
1. تُستخدم الملاعق لنقل الفولاذ المنصهر عالي الحرارة. أثناء النقل، يتسبب الفولاذ المنصهر عالي الحرارة والخبث عند حوالي 1680 درجة في تآكلهما وتآكلهما، وخاصة خط الخبث، وهو عامل مهم في تحديد عمر خدمة الخزان.
2. تؤدي عمليات تنقية الطوب غير المحروق وغيرها من عمليات التنقية خارج الفرن إلى إتلاف الطوب غير المحروق بشكل خطير.
3. عندما يتدفق الفولاذ المنصهر من المحول، يتعرض البطانة لتغيرات جذرية في درجات الحرارة، مما يتسبب في حدوث تشققات وتقشير.الطوب الحراريفي البطانة.
4. عندما يتم تحميل المغرفة بالفولاذ المنصهر في المحول، فإن الفولاذ المنصهر عالي الحرارة يكون له تآكل ميكانيكي قوي على قاعه، مما يجعل مادة البطانة في هذا الجزء عرضة للتلف الناتج عن الصدمة الحرارية.
2. آلية تلف المواد المقاومة للحرارة في المغرفة
آلية تلف المواد المقاومة للحرارة في المغرفة ناتجة بشكل أساسي عن التآكل واختراق الخبث عالي الحرارة. يذوب خط الخبث في المغرفة بشكل أساسي، ويتشقق الجدار الجانبي ويتقشر حرارياً بسبب اختراق الخبث. يرتبط معدل الذوبان بدرجة حرارة الخبث ولزوجته ومعدل تفاعل المادة. درجة حرارة الفولاذ المنصهر العالية، ووقت الاحتفاظ الطويل في المغرفة، واللزوجة المنخفضة للخبث، واختراق مسام مادة المصفوفة، واختراق الطور السائل والانتشار في الطور الصلب، تجعل تكوين وبنية سطح المادة يتغير نوعيًا، ويشكل طبقة متحولة بدرجة عالية من الذوبان، والتي يسهل تقشيرها وتسريع تلف الطوب الحراري المبطن. تتميز بطانة المغرفة بنفس التركيب الكيميائي للمادة المقاومة للحرارة أو تركيبة مختلفة بمعدلات تلف مختلفة بسبب هيكلها التنظيمي وأدائها المختلفين. لا يمكن للمغرفة أن تعمل بشكل مستمر، مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارة البطانة أو حتى برودة المغرفة، وهي أيضًا عرضة لتقشير بنية البطانة، مما يقلل من عمر خدمة المغرفة.
لا يقتصر تآكل الخبث على المواد المقاومة للحرارة على إذابة السطح، بل يمكن للخبث أيضًا أن يغزو (يخترق) الجزء الداخلي من المواد المقاومة للحرارة، ويوسع منطقة تفاعله وعمقه، ويخضع لتغييرات نوعية في تركيبه وبنيته بالقرب من سطح المادة، ويشكل طبقة متحولة ذات قابلية عالية للذوبان، مما يؤدي إلى تسريع الضرر. تتناسب نسبة هذا الغزو تقريبًا مع المسامية. لذلك، حتى لو كان التركيب الكيميائي للمواد المقاومة للحرارة هو نفسه، فإن معدلات فقدان ذوبانها تختلف بشكل كبير بسبب هياكلها التنظيمية المختلفة.
كلما زادت المسامية المفتوحة للمادة المقاومة للحرارة، زادت سرعة معدل غزو الخبث، وتكون نسبة الغزو متناسبة تقريبًا مع المسامية. حتى لو كانت المسامية الظاهرة للمادة المقاومة للحرارة هي نفسها، فإن معدل التآكل سيتغير أيضًا إذا كان شكل وحجم وتوزيع المسام مختلفًا.
3. خصائص المواد المقاومة للحرارة المستخدمة في تبطين المغرفة
وفقًا للتحليل أعلاه، يجب أن تتمتع المواد المقاومة للحرارة المستخدمة في بطانة الملعقة بالخصائص التالية: هيكل تنظيمي كثيف وموحد؛ توسع دقيق عند درجة حرارة عالية، واستقرار جيد في الحجم؛ وقوة عالية، ونسبة صغيرة بين قوة درجة الحرارة المتوسطة وقوة درجة الحرارة العالية.
أثناء استخدام المواد المقاومة للحرارة، يخترق الخبث بسهولة من سطح التسخين إلى الداخل العميق، مما يقلل بشكل كبير من المسامية بالقرب من سطح العمل ويكثفها، ويشكل طبقة متحولة سميكة للغاية. عندما تتغير درجة الحرارة بشكل كبير، يتم إنشاء شقوق موازية لسطح العمل عند التقاطع بين الطبقة المتحولة وطبقة الطوب المقاومة للحرارة الأصلية، مما يتسبب في تقشير الطوب وتلفه. لتقليل التقشير الهيكلي للمواد المقاومة للحرارة، يمكن تقليل عمق اختراق الخبث من الجوانب التالية:
(1) تحسين مقاومة المواد المقاومة للحرارة لاختراق الخبث؛
(2) تقليل مسامية المواد المقاومة للحرارة وتقليل قناة تآكل الخبث؛
(3) يتفاعل الخبث مع المواد المقاومة للحرارة لتشكيل جدار احتجاز مركب ذو نقطة انصهار عالية لمنع اختراق الخبث؛
(4) زيادة لزوجة الخبث، فكلما زادت لزوجة الخبث زادت احتمالية تآكله للمواد المقاومة للحرارة.
