يتم استخدام عملية صهر Ausmelt على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم نظرًا لقدرتها القوية على التكيف مع المواد الخام، والتشغيل البسيط، وكفاءة الإنتاج العالية، ومرافق حماية البيئة الكاملة، ولكنها تعاني أيضًا من عيوب مثل عمر الفرن القصير؛ يتم تنفيذ إطالة عمر أفران Ausmelt بشكل أساسي حول إطالة عمر أفران Ausmeltالطوب الحراري. ومن آلية فقدان الطوب الحراري يمكننا معرفة العوامل التي تؤثر على عمر الطوب الحراري في أفران أوسملت. هناك ثلاثة جوانب رئيسية، وهي: تساقط الرقائق؛ الاجتثاث من ذوبان درجات الحرارة العالية. التنظيف الميكانيكي والتآكل الكيميائي لغاز المداخن ذو درجة الحرارة العالية.
رقائق تسقط
في إنتاج أفران أوسملت السبعة، يعد تساقط رقائق الطوب الحراري العامل الأكثر أهمية في فقدان الطوب الحراري. هناك العديد من العوامل الرئيسية التي تؤدي إلى ظهور رقائق الطوب الحراري، وهي تقلبات درجات الحرارة؛ تآكل الخبث والتأثير الجسدي.
1. تقلبات درجات الحرارة
يستخدم صهر النحاس بفرن Ausmelt نظام حزام لإضافة تركيز النحاس، ويتم نفخ الهواء الغني بالأكسجين فيه من خلال مسدس الرش. بعد الخلط في حوض المنصهر بفرن Ausmelt، يحدث تفاعل الأكسدة والاختزال العنيف. يتم الحفاظ على درجة حرارة حوض صهر النحاس في الفرن الأسترالي عند 1160 درجة -1200 درجة، وهي أقل بكثير من درجة الانكسار (أكبر من أو تساوي 1580 درجة) ودرجة حرارة تليين الحمل (أكبر من أو تساوي 1450 درجة) من المواد الحرارية العادية. لذلك، عند درجة الحرارة هذه، لن يتم استهلاك الطوب الحراري الجديد الذي لم يتدهور بعد. ولكن في ظل ظروف التشغيل غير المنتظمة أو حتى المتقطعة، مثل عملية فتح وإيقاف الفرن الأسترالي، فإن درجة الحرارة في الفرن ترتفع وتنخفض بشكل حاد، وهذا التغير في درجة الحرارة سوف يسبب تدرجا في درجة الحرارة داخل الطوب، والانكماش والتمدد سيتم حظر عملية الطوب الحراري الحراري لإنتاج الإجهاد الحراري. عندما يتجاوز الإجهاد الحراري مقاومة الصدمات الحرارية للطوب الحراري، فإن الطوب الحراري سوف يتشقق، وينكسر، ويقلل القوة الميكانيكية، وفي النهاية يتقشر.
وفي الوقت نفسه، فإن معدلات التسخين والتبريد المختلفة لكل طبقة من الطوب أثناء عملية التسخين أو التبريد للفرن والضغوط الحرارية المختلفة المتولدة أثناء عملية الإزاحة الحرارية سوف تسبب إزاحة نسبية بين الطوب. يسبب هذا الإزاحة النسبية قوة قص الاحتكاك على سطح الإزاحة بين الطوب. في الحالات الشديدة، فإنه سيتم تمزيق المنطقة المحلية من الطوب الحراريات مباشرة، مما يسبب تشققات في الطوب الحراري. وتنتشر هذه الشقوق في الإزاحة النسبية الناجمة عن كل تقلب لاحق في درجات الحرارة، مما يؤدي في النهاية إلى تقشير الطوب الحراري. في المرحلة المبكرة من افتتاح الفرن الأسترالي، بسبب ظروف العملية غير الناضجة، وعدم الإلمام بالتشغيل العملي لعملية تحسين عمر فرن الصهر Ausmelt، وفشل المعدات، تقلبت درجة حرارة الفرن وظروف الفرن بشكل متكرر، وسقط الطوب في الفرن، وتعرض الطوب الناري الحراري لأضرار جسيمة.
2. تآكل الخبث
في صهر اللون غير اللامع، تشتمل شوائب الشحنة بشكل أساسي على الكوارتز (SiO2) والحجر الجيري (CaCO3)، والتي تتفاعل مع FeO الناتج عن أكسدة تركيز النحاس لتشكيل خبث قلوي معقد يحتوي على سيليكات الحديد (2FeO·SiO2: فايالايت)، والذي يتميز بقابلية تآكل قوية. والقدرة على التآكل. في عملية البناء بالطوب الحراري، هناك حتما مفاصل شعاعية ومحيطية من الطوب. توفر مفاصل الطوب والشقوق في حراريات الطوب الناتجة عن تقلبات درجات الحرارة قنوات لتسلل وتآكل الخبث القلوي ذو درجة الحرارة العالية، كما يتسبب تآكل الخبث نفسه في استمرار زيادة مفاصل الطوب والشقوق. مع زيادة مفاصل الطوب والشقوق، يتعرض الطوب لضغط مفرط أثناء كل عملية انكماش وتمدد ناجمة عن تقلبات درجات الحرارة، مما يؤدي إلى تقشير ممتلئ لسطح الطوب المقاوم للحرارة.
3. التأثير الجسدي
بمجرد سقوط فحم الكوك أثناء عملية إنتاج فرن أوسميلت، تسقط كتل فحم الكوك بحرية على القسم المنحدر من فرن أوسميلت، مما ينتج قوة تأثير فيزيائية ضخمة على الطوب الحراري الحراري في القسم المنحدر من فرن أوسميلت، مما يؤثر بشكل خطير على الجزء الداخلي قوة الترابط بين الطوب مما يؤدي إلى تشقق الطوب الحراريات. بعد الصدمة الحرارية، وتآكل الخبث، وتجفيف غاز المداخن، تؤدي الشقوق في النهاية إلى تقشر الطوب الحراري الحراري.
الاجتثاث من ذوبان درجة الحرارة العالية
نظرًا لحركة مسدس الرش، فإن البركة المنصهرة في فرن Ausmelt هي عبارة عن بركة منصهرة ديناميكية "تغلي" عنيفة. الفرن بأكمله عبارة عن مجال درجة حرارة غير متساوٍ وغير مستقر، وهو عرضة لدرجات حرارة عالية محلية، مما يؤدي إلى تليين الهيكل السطحي وقوة الطوب الحراري، وانخفاض أداء ربط الأنسجة، والحرق المباشر لجزء من مرحلة الترابط، وتقليل الحمل تليين درجة حرارة الطوب الحراري مما يؤدي إلى فقدان بطيء للطوب الحراري. يحدث الاجتثاث بالمحلول ذو درجة الحرارة العالية بشكل رئيسي في منطقة حوض السباحة المنصهر والمنطقة الواقعة أسفل خط الخبث. من مراقبة وقياس بيانات الطوب المتبقي من سبع فترات فرن، وجد أن عملية حرق الطوب الحراريات بواسطة محلول عالي درجة الحرارة هي عملية بطيئة للغاية، ويرجع ذلك أساسًا إلى منطقة المحلول ذو درجة الحرارة العالية والمنطقة الواقعة أسفل خط الخبث يمكن حمايتها بشكل أساسي بواسطة الخبث بسبب تأثير تبريد الماء.
التنظيف الميكانيكي والتآكل الكيميائي لغاز المداخن ذو درجة الحرارة العالية
إن عملية صهر النحاس في فرن Ausmelt نفسها هي عملية صنع الخبث وإزالة الكبريت، والتي ستنتج كمية كبيرة من غاز المداخن المحتوي على الكبريت عالي الحرارة والتآكل. يتم استخلاص غاز المداخن المحتوي على الكبريت عالي الحرارة بواسطة مروحة حامض الكبريتيك ذات درجة الحرارة العالية لتكوين تدفق هواء عالي الحرارة، والذي ينظف باستمرار سطح الطوب الحراريات، وخاصة سطح الطوب الحراري في قسم المنحدر من فرن أوسملت مما أدى إلى احتراق الطوب الحراريات. في الوقت نفسه، نظرًا لأن صهر فرن Ausmelt عبارة عن صهر غني بالأكسجين، فإن غاز المداخن يحتوي على حوالي 6.5٪ من الأكسجين. أثناء عملية الانتشار، يتم أكسدة جزء من ثاني أكسيد الكبريت لإنتاج ثاني أكسيد الكبريت بواسطة الغاز عالي درجة الحرارة، والذي يتفاعل مع الأكاسيد القلوية في الطوب الحراري عند درجات حرارة أقل من 1050 درجة لتكوين كبريتات فلز قلوي ترابي (MgSO4، CaSO4). غالبًا ما يكون تكوين كبريتات المعادن الأرضية القلوية في الطوب مصحوبًا بزيادة في الحجم وملء المسام. نتيجة لهذا التآكل، يزداد خطر تشقق الطوب، وتضعف قوة ربط الطوب، ويتم تعزيز تآكل الطوب بواسطة الخبث، الأمر الذي يؤدي في النهاية إلى حرق الطوب الحراري المقاوم للحرارة وحتى تقشره.
