مع نضج تكنولوجيا إنتاج الطوب الكربوني المغنيسيا، نطاق التطبيقطوب الكربون المغنيسياأصبح أوسع وأوسع. يتم استخدام طوب الكربون المغنسيت كبطانة لأفران القوس الكهربائي، ويتم تحسين عمر خدمة البطانة بشكل كبير. على الرغم من أن طوب النار الكربوني المغنيسيا يستخدم على نطاق واسع في العمليات المعدنية، إلا أن عمر الخدمة الخاص به لا يزال يمثل مشكلة كبيرة بسبب ظروف العمل القاسية، خاصة في خط الخبث للمغرفة، حيث يكون تلف طوب كربون المغنيسيوم خطيرًا بشكل خاص.
في المغرفة، يكون التركيب الكيميائي للخبث معقدًا ومتغيرًا، وتتغير درجة الحرارة بعنف ومتكرر، خاصة في خط الخبث للمغرفة. لذلك، غالبًا ما يتم استخدام طوب mgo-c ذو الأداء الممتاز في خط الخبث. تمت دراسة آلية التآكل للطوب الحراري من كربون المغنيسيا في الخبث في المغرفة بعمق في الداخل والخارج، والملخص التفصيلي هو كما يلي.
PART.01 تآكل الخبث لطوب كربون المغنيسيا
في المغرفة، نظرًا للبيئة الفيزيائية والكيميائية المعقدة لخط الخبث، فإن بطانة هذا الجزء تتضرر بسهولة أكبر. يتم التآكل الكيميائي للخبث على طوب MgO-C بشكل رئيسي من خلال انحلال MgO وأكسدة الكربون في مصفوفة طوب MgO-C. في ظل العمل المشترك للعوامل التالية، يتلف طوب MgO-C:
1. تأثير القاعدية: كلما كانت قاعدة الخبث منخفضة، كلما كان من الأفضل تآكل طوب MgO-C. إذا زادت قاعدية الخبث، فإن نشاط SiO2 في الخبث ينخفض، مما قد يقلل من أكسدة الكربون. في الوقت نفسه، مع زيادة القاعدة، يتناقص نشاط FeO في الخبث، مما يبطئ نسبيًا تآكل الخبث على طوب MgO-C؛
2. تأثير MgO: Osbom وآخرون. وجد أن محتوى MgO في طبقة الخبث كان يصل إلى 30٪ عند تحليل تكوين خط خبث LF. لقد اعتقدوا أنه كلما زاد محتوى MgO في الخبث، كلما كان تآكل الطوب MgO-C أبطأ. كلما زادت القاعدة، كان تآكل الطوب MgO-C أبطأ بسبب الخبث.
3. تأثير Al2O3: Al2O3 في الخبث سوف يقلل من نقطة الانصهار ولزوجة الخبث، ويزيد من قابلية تبلل الخبث والمواد المقاومة للحرارة، ويجعل الخبث أسهل في الاختراق من حدود حبيبات المغنيسيا، ويجعل البيريكلاز منفصلاً عن مصفوفة الطوب الكربوني المغنيسيا.
4. تأثير FeO: أولاً، يمكن أن يتفاعل FeO الموجود في الخبث بسهولة مع الجرافيت الموجود في طوب كربون المغنيسيا عند درجة حرارة عالية، وينتج حبات حديدية بيضاء ناصعة لتشكيل طبقة منزوعة الكربنة. ثانيًا، سوف يتفاعل البيريكليز الموجود في طوب كربون المغنيسيا أيضًا مع FeO في الخبث لتكوين منتجات ذات نقطة انصهار منخفضة.
أثناء التسخين والتبريد المتكرر للمغرفة، بسبب معدل التمدد الحراري غير المتناسق بين منتج نقطة الانصهار المنخفضة لمركب الحديد والمغنيسيا وخام حديد المغنيسيا، ينكسر أكسيد المغنيسيوم الموجود على سطح المادة المقاومة للحرارة، مما يؤدي إلى ذوبان الطوب. يعتقد العلماء الأجانب أيضًا أن زيادة محتوى الحديد في خبث الفولاذ ليس جيدًا لحياة طوب الكربون والمغنيسيوم. أولاً، يعمل الحديد Fe O على تسريع أكسدة الكربون على سطح طوب الكربون المغنسيت. ثانيًا، سوف يتفاعل FeO مع MgO لجعل هيكل سطح العمل للطوب الحراري المصنوع من كربون المغنيسيا مفككًا. في ظل العمل المشترك لهاتين النقطتين، يتم تسريع تآكل طوب النار الكربوني المغنيسيا.
الجزء 02 أكسدة الكربون في طوب الكربون الميجو
عندما يتلامس طوب كربون المغنيسيا مع الخبث، سوف يتفاعل الكربون مع أكاسيد مثل FeO في الخبث لإزالة الكربنة، وتشكيل طبقة منزوعة الكربنة في ظل ظروف معينة، مما يجعل هيكل سطح العمل لطوب كربون المغنيسيوم فضفاضًا، وهو السبب الرئيسي أضرار الطوب الكربوني mgo. يتفاعل الكربون مع أكاسيد مثل ثاني أكسيد الكربون، والأكسجين، وSiO2 ويتأكسد بشكل مستمر بواسطة أكاسيد الحديد الموجودة في الخبث؛ ثانيًا، ينتج الهيكل الفضفاض الذي تشكله الطبقة منزوعة الكربنة شقوقًا ومسامًا أكبر تحت تأثير التمدد الحراري وفرك الخبث، مما يجعل من السهل على الخبث أن يخترق ويشكل مرحلة ذوبان نقطة انصهار منخفضة مع MgO. في الوقت نفسه، يتغير الهيكل السطحي لطوب الكربون mgo تحت تأثير التحريك الميكانيكي العنيف للمسبح المنصهر والتجفيف العنيف لخبث الفولاذ، وفي النهاية يتلف تدريجيًا من الخارج إلى الداخل، مما يتسبب في أضرار جسيمة لطوب الكربون المغنسيت. بعد أن تتجاوز درجة الحرارة قيمة معينة، سوف يتضرر هيكل جسم الطوب ويتآكل بسرعة، وذلك لأن MgO والجرافيت يبدأان في الاستهلاك الذاتي عند درجة حرارة عالية.
الجزء 03 تأثير المسام
نظرًا لوجود المسام الصغيرة داخل وعلى سطح طوب كربون المغنيسيا، فمن المرجح أن يحدث تآكل لطوب الحراريات المغنسيوم. أثناء استخدام طوب النار mgo c، تلعب المسام دورًا متسارعًا في تكوين طبقة إزالة الكربنة، مما يجعل الخبث يتآكل المواد المقاومة للحرارة لطوب كربون المغنيسيا بشكل أكثر خطورة. عندما يدخل الهواء الخارجي إلى المسام الموجودة في طوب الميجو سي للتبريد، يتفاعل الأكسجين الموجود في الهواء مع الكربون المحيط لتوليد غاز ثاني أكسيد الكربون ويتم تفريغه من خلال المسام الصغيرة. يؤدي حدوث العمليتين المستمرتين إلى زيادة المسامية وحجم المسام تدريجيًا. العامل الأكثر أهمية في توليد المسام هو اختيار المواد الرابطة في طوب النار الكربوني المغنيسيا. يستخدم الراتنج الفينولي بشكل عام كمواد رابطة. إذا تمت إضافة كمية صغيرة من راتنج الفينول إلى طوب كربون المغنيسيا، فلن تكون المسامية عالية جدًا في الحالة الباردة، حوالي 3٪، لكن راتينج الفينول سوف يتحلل وينتج الماء والهيدروجين والميثان وأول أكسيد الكربون (ثاني أكسيد الكربون). ) والغازات الأخرى بعد تسخينها، وتشكل مسام تحت تدفق هذه الغازات، مما يزيد من المسامية. ولذلك، فإن طوب الكربون المغنيسيوم يتآكل بسبب الخبث الذي يمر عبر المسام، مما يجعل أكسدة الكربون وذوبان MgO أكثر كثافة، وبالتالي إتلاف طوب كربون المغنسيت. نظرًا للطبيعة المتكررة لعملية توليد الغاز، فإن الضرر الذي يلحق بالطوب الناري المصنوع من كربون المغنيسيا يستمر في التزايد.
يمكن تلخيص عملية تلف طوب كربون المغنيسيا على النحو التالي: الأكسدة، وإزالة الكربنة، والتفكك، والتآكل، والتجفيف، والتساقط، والتلف. أولاً، يتم أكسدة الجرافيت الموجود على سطح العمل لطوب كربون المغنيسيا ليشكل طبقة منزوعة الكربنة. يتآكل المغنيسيا الموجود في الطبقة منزوعة الكربنة تدريجيًا ويتساقط تحت ظروف الإجهاد الحراري (معدلات التمدد الحراري للجرافيت والمغنيسيا عند 10}00 درجة هي 1.4% و0.2% على التوالي)، والتآكل الكيميائي، والميكانيكي. تجوب. بعد التساقط، ينكشف الجرافيت ويستمر في الأكسدة ليشكل طبقة منزوعة الكربنة، ومن ثم تحدث عملية تحلل المغنيسيا. في ظل الإجراء المتكرر، يتلف طوب كربون المغنيسيا.
