Със зрелостта на технологията за производство на магнезиеви въглеродни тухли, обхватът на приложение намагнезиеви въглеродни тухлистава все по-широк и по-широк. Магнезитните въглеродни тухли се използват като облицовка на електродъгови пещи и експлоатационният живот на облицовката е значително подобрен. Въпреки че магнезиевите въглеродни огнеупорни тухли се използват широко в металургичните процеси, техният експлоатационен живот все още е много проблематичен поради тежките им условия на работа, особено в линията за шлака на кофата, където повредата на магнезиевите въглеродни тухли е особено сериозна.
В кофата химичният състав на шлаката е сложен и променлив, а температурата се променя бурно и често, особено в линията за шлака на кофата. Ето защо тухлите mgo-c с отлична производителност често се използват в линията за шлака. Механизмът на корозия на магнезиеви въглеродни огнеупорни тухли в шлака в кофа е задълбочено проучен у нас и в чужбина и подробното резюме е както следва.
ЧАСТ.01 Ерозия на шлака от магнезиеви въглеродни тухли
В черпака, поради сложната физическа и химическа среда на шлаковата линия, облицовката на тази част се поврежда най-лесно. Химическата ерозия на шлаката върху MgO-C тухли е главно чрез разтваряне на MgO и окисляване на въглерода в матрицата на MgO-C тухли. При комбинираното действие на следните фактори тухлите MgO-C се повреждат:
1. Влияние на основността: Колкото по-ниска е основността на шлаката, толкова по-благоприятно е ерозирането на MgO-C тухли. Ако основността на шлаката се увеличи, активността на SiO2 в шлаката намалява, което може да намали окисляването на въглерода. В същото време, с увеличаване на основността, активността на FeO в шлаката намалява, което относително забавя ерозията на шлаката върху MgO-C тухли;
2. Влиянието на MgO: Osbom et al. установиха, че съдържанието на MgO в шлаковия слой е било до 30% при анализиране на състава на LF шлаковата линия. Те вярват, че колкото по-високо е съдържанието на MgO в шлаката, толкова по-бавна е ерозията на тухлите MgO-C. Колкото по-висока е основността, толкова по-бавна е ерозията на тухлите MgO-C от шлаката.
3. Ефект на Al2O3: Al2O3 в шлаката ще намали точката на топене и вискозитета на шлаката, ще увеличи омокряемостта на шлаката и огнеупорните материали, ще улесни проникването на шлаката от границата на магнезиевите зърна и ще направи периклазата отделена от матрицата на магнезиевите въглеродни тухли.
4. Ефект на FeO: Първо, FeO в шлаката може лесно да реагира с графит в магнезиева въглеродна тухла при висока температура и да произведе ярки бели железни перли за образуване на обезвъглероден слой. Второ, периклазът в магнезиевите въглеродни тухли също ще реагира с FeO в шлаката, за да образува продукти с ниска точка на топене.
По време на многократното нагряване и охлаждане на кофата, поради непоследователната скорост на топлинно разширение между образувания магнезиево-желязен композитен продукт с ниска точка на топене и магнезиева желязна руда, магнезиевият оксид на повърхността на огнеупорния материал се разрушава, което води до разтваряне на тухла. Чуждестранни учени също смятат, че увеличаването на съдържанието на желязо в стоманената шлака не е добро за живота на магнезиевите въглеродни тухли. Първо, желязото FeO ускорява окисляването на въглерода на повърхността на магнезитните въглеродни тухли. Второ, FeO ще реагира с MgO, за да направи структурата на работната повърхност на магнезиевите въглеродни огнеупорни тухли разхлабена. Под комбинираното действие на тези две точки, ерозията на магнезиевите въглеродни тухли се ускорява.
ЧАСТ.02 Окисление на въглерод в mgo въглеродни тухли
Когато магнезиевите въглеродни тухли влязат в контакт с шлаката, въглеродът ще реагира с оксиди като FeO в шлаката, за да се обезвъглероди, образувайки обезвъглероден слой при определени условия, което прави структурата на работната повърхност на магнезиевите въглеродни тухли разхлабена, което е основната причина за увреждането на mgo въглеродни тухли. Въглеродът реагира с оксиди като CO2, O2 и SiO2 и непрекъснато се окислява от железни оксиди в шлаката; второ, разхлабената структура, образувана от обезвъглеродения слой, създава по-големи пукнатини и пори под действието на термично разширение и изтриване на шлаката, което улеснява проникването на шлаката и образуването на фаза с ниска точка на топене с MgO. В същото време повърхностната структура на mgo въглеродните тухли се променя под действието на силно механично разбъркване на разтопения басейн и силно изтъркване на стоманената шлака и в крайна сметка постепенно се уврежда отвън навътре, причинявайки сериозни щети на магнезитните въглеродни тухли. След като температурата надвиши определена стойност, структурата на тухленото тяло ще бъде повредена и бързо корозирала, което е така, защото MgO и графитът започват да се самоконсумират при висока температура.
ЧАСТ.03 Влияние на порите
Поради наличието на микропори вътре и на повърхността на магнезиевите въглеродни тухли е по-вероятно да възникне ерозия на огнеупорните тухли mgo c. По време на използването на огнеупорни тухли mgo c, порите играят ускоряваща роля при образуването на обезвъглеродяващ слой, което кара шлаката да корозира по-сериозно огнеупорния материал на магнезиевите въглеродни тухли. Когато външният въздух навлезе в порите на mgo c тухлите за охлаждане, кислородът във въздуха реагира с околния въглерод, за да генерира CO газ и се изпуска през микропорите. Непрекъснатото протичане на двата процеса постепенно увеличава порьозността и размера на порите. Най-важният фактор при генерирането на пори е изборът на свързващи вещества в огнеупорните тухли от магнезиев въглерод. Като свързващо вещество обикновено се използва фенолна смола. Ако малко количество фенолна смола се добави към тухлата от магнезиев въглерод, порьозността няма да бъде твърде висока в студено състояние, около 3%, но фенолната смола ще се разложи и ще произведе вода, водород, метан, въглероден оксид (въглероден диоксид ) и други газове след нагряване и образуват пори под потока на тези газове, увеличавайки порьозността. Поради това магнезиевите въглеродни тухли са корозирали от шлаката, преминаваща през порите, което прави окисляването на въглерода и разтварянето на MgO по-интензивно, като по този начин уврежда магнезитовите въглеродни тухли. Поради повтарящия се характер на процеса на генериране на газ, увреждането на огнеупорните тухли от магнезиев въглерод продължава да се засилва.
Процесът на увреждане на магнезиевите въглеродни тухли може да се обобщи като: окисляване, обезвъглеродяване, разхлабване, ерозия, изтъркване, отделяне и повреда. Първо, графитът върху работната повърхност на тухлата от магнезиев въглерод се окислява, за да образува обезвъглероден слой. Магнезият в обезвъглеродения слой постепенно се ерозира и отделя при условията на термичен стрес (скоростите на термично разширение на графита и магнезия при 1000 градуса са съответно 1,4% и 0,2%), химическа ерозия и механични изтъркване. След отделянето графитът се оголва и продължава да се окислява, за да образува обезвъглероден слой, след което протича процесът на разтваряне на магнезия. При многократно действие магнезиевият карбон се поврежда.
