1. Причини за повреда на огнеупорни тухли в кофа огнеупорни материали
1. Кофите се използват за транспортиране на високотемпературна стопена стомана. По време на транспортиране високотемпературната разтопена стомана и шлака при около 1680 градуса ги изтъркват и разяждат, особено линията за шлака, което е сериозен фактор при определяне на експлоатационния живот на резервоара.
2. LF и други обработки за рафиниране извън пещта сериозно увреждат неизпечените тухли.
3. Когато преобразувателят се задейства и разтопената стомана изтича, облицовката е подложена на драстични температурни промени, което причинява пукнатини и лющене наогнеупорни тухлив подплатата.
4. Когато кофата е заредена с разтопена стомана в конвертора, разтопената при висока температура стомана има силно механично изтъркване на дъното си, което прави облицовъчния материал в тази част податлив на повреда, причинена от термичен удар.
2. Механизъм на увреждане на огнеупорни материали в кофа
Механизмът на увреждане на огнеупорните материали в кофата се причинява главно от ерозия и проникване на високотемпературна шлака. Шлаковата линия на черпака е основно разтопена, а страничната стена е напукана и термично обелена поради проникването на шлака. Скоростта на топене е свързана с температурата на шлаката, вискозитета и скоростта на реакцията на материала. Високата температура на разтопената стомана, дългото време на задържане в кофата, ниският вискозитет на шлаката, проникването на порите на материала на матрицата, проникването на течната фаза и дифузията в твърдата фаза правят състава и структурата на повърхността на материала се променя качествено, образува метаморфен слой с висока степен на разтворимост, който лесно се отлепва и ускорява разрушаването на облицовъчните огнеупорни тухли. Облицовката на кофата с еднакъв или различен химичен състав на огнеупорния материал има различна степен на повреда поради различната си организационна структура и производителност. Кофата не може да работи непрекъснато, което води до понижаване на температурата на облицовката или дори до студена черпака, която също е предразположена към отлепване на структурата на облицовката, което намалява експлоатационния живот на черпака.
Ерозията на шлаката върху огнеупорните материали не се ограничава до разтварянето на повърхността, но шлаката може също така да нахлуе (проникне) във вътрешността на огнеупорните материали, да разшири своята реакционна зона и дълбочина и да претърпи качествени промени в своя състав и структура близо до повърхността на материала, образувайки метаморфен слой с висока разтворимост, ускорявайки увреждането. Делът на тази инвазия е приблизително пропорционален на порьозността. Следователно, дори ако химическият състав на огнеупорните материали е еднакъв, техните нива на загуба при топене са значително различни поради различните им организационни структури.
Колкото по-висока е отворената порьозност на огнеупорния материал, толкова по-бърза е скоростта на нахлуване на шлаката и съотношението на нахлуване е приблизително пропорционално на порьозността. Дори ако привидната порьозност на огнеупорния материал е същата, скоростта на ерозия също ще се промени, ако формата, размерът и разпределението на порите са различни.
3. Характеристики на огнеупорни материали за облицовка на кофа
Съгласно горния анализ, огнеупорните материали за облицовка на кофа трябва да имат следните характеристики: плътна и еднаква организационна структура; микро-разширяване при висока температура, добра стабилност на обема; висока якост и малко съотношение между якост при средна температура и якост при висока температура.
По време на използването на огнеупорни материали шлаката лесно прониква от нагряващата повърхност до дълбоката вътрешност, като значително намалява порьозността в близост до работната повърхност и я уплътнява, образувайки много дебел метаморфен слой. Когато температурата се промени драстично, на кръстовището между метаморфния слой и оригиналния огнеупорен тухлен слой се генерират пукнатини, успоредни на работната повърхност, което води до отлепване и повреда на тухлите. За да се намали структурното отлепване на огнеупорните материали, дълбочината на проникване на шлаката може да бъде намалена от следните аспекти:
(1) Подобряване на устойчивостта на огнеупорни материали срещу проникване на шлака;
(2) Намаляване на порьозността на огнеупорните материали и намаляване на ерозионния канал на шлаката;
(3) Шлаката реагира с огнеупорни материали, за да образува подпорна стена от съединение с висока точка на топене, за да предотврати проникването на шлака;
(4) Увеличете вискозитета на шлаката. Колкото по-висок е вискозитетът на шлаката, толкова по-лоша е нейната ерозия до огнеупорни материали.
