Τούβλα από άνθρακα Μαγνησίαςχρησιμοποιούνται ευρέως σε μεταλλουργικές διεργασίες, αλλά η διάρκεια ζωής τους εξακολουθεί να είναι πολύ προβληματική λόγω των σκληρών συνθηκών εργασίας τους, ειδικά στη γραμμή σκωρίας της κουτάλας, όπου η ζημιά στα τούβλα άνθρακα από μαγνησίτη είναι ιδιαίτερα σοβαρή.
(1) Διάβρωση σκωρίας πυρίμαχων τούβλων από άνθρακα μαγνησίας:
Στην κουτάλα, λόγω του πολύπλοκου φυσικού και χημικού περιβάλλοντος της γραμμής σκωρίας, η επένδυση αυτού του τμήματος είναι πιο επιρρεπής σε ζημιές. Η χημική διάβρωση της σκωρίας στα τούβλα MgO-C γίνεται κυρίως μέσω της διάλυσης του MgO και της οξείδωσης του άνθρακα στη μήτρα των τούβλων MgO-C. Υπό τη συνδυασμένη δράση των ακόλουθων παραγόντων, τα τούβλα MgO-C καταστρέφονται:
1. Η επίδραση της αλκαλικότητας: Όσο χαμηλότερη είναι η αλκαλικότητα της σκωρίας, τόσο πιο ευνοϊκή είναι η διάβρωση των τούβλων MgO-C. Εάν η αλκαλικότητα της σκωρίας αυξηθεί, η δραστηριότητα του SiO2 στη σκωρία μειώνεται, γεγονός που μπορεί να μειώσει την οξείδωση του άνθρακα. Ταυτόχρονα, με την αύξηση της αλκαλικότητας, η δραστηριότητα του FeO στη σκωρία μειώνεται, γεγονός που επιβραδύνει σχετικά τη διάβρωση της σκωρίας στα τούβλα MgO-C.
2. Η επιρροή του MgO: Osbom et al. διαπίστωσε ότι η περιεκτικότητα σε MgO στο στρώμα σκωρίας ήταν τόσο υψηλή όσο 30% όταν αναλύθηκε η σύνθεση της γραμμής σκωρίας LF. Πίστευαν ότι όσο υψηλότερη ήταν η περιεκτικότητα σε MgO στη σκωρία, τόσο πιο αργή ήταν η διάβρωση των τούβλων MgO-C. Όσο μεγαλύτερη είναι η αλκαλικότητα, τόσο πιο αργή είναι η διάβρωση των τούβλων MgO-C. 3. Επίδραση του Al2O3: Το Al2O3 στη σκωρία θα μειώσει το σημείο τήξης και το ιξώδες της σκωρίας, θα αυξήσει τη διαβρεξιμότητα της σκωρίας και των πυρίμαχων υλικών, θα κάνει τη σκωρία να διεισδύσει ευκολότερα από το όριο κόκκων της άμμου μαγνησίας και θα κάνει το περίκλασο ξεχωριστό από τη μήτρα της μαγνησίας τούβλα άνθρακα.
4. Επίδραση του FeO: Πρώτον, το FeO σε σκωρία μπορεί εύκολα να αντιδράσει με γραφίτη σε τούβλο άνθρακα μαγνησίας σε υψηλή θερμοκρασία για να παράγει φωτεινά λευκά σιδερένια σφαιρίδια, σχηματίζοντας ένα στρώμα απανθράκωσης όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Δεύτερον, το περικλάση σε τούβλο άνθρακα μαγνησίας θα αντιδράσει επίσης με FeO σε σκωρία για σχηματισμό προϊόντων χαμηλού σημείου τήξης.
(2) Οξείδωση άνθρακα σε τούβλο άνθρακα μαγνησίας:
Όταν το τούβλο μαγνησίας έρχεται σε επαφή με τη σκωρία, ο άνθρακας θα αντιδράσει με το FeO και άλλα οξείδια στη σκωρία για να σχηματίσει ένα στρώμα απανθράκωσης υπό ορισμένες συνθήκες, με αποτέλεσμα τη χαλαρή δομή της επιφάνειας εργασίας του τούβλου άνθρακα μαγνησίας, που είναι ο κύριος λόγος για την καταστροφή της μαγνησίας τούβλο άνθρακα. Ο άνθρακας αντιδρά με οξείδια όπως CO2, O2 και SiO2 και οξειδώνεται συνεχώς από τα οξείδια του σιδήρου στη σκωρία. Δεύτερον, η χαλαρή δομή που σχηματίζεται από το στρώμα απανθράκωσης δημιουργεί μεγαλύτερες ρωγμές και πόρους υπό τη δράση θερμικής διαστολής και καθαρισμού της σκωρίας, διευκολύνοντας τη διείσδυση της σκωρίας και το σχηματισμό φάσης χαμηλού σημείου τήξης με MgO. Ταυτόχρονα, η δομή της επιφάνειας του τούβλου άνθρακα μαγνησίας αλλάζει υπό την επίδραση της βίαιης μηχανικής ανάδευσης της λιωμένης δεξαμενής και του βίαιου καθαρισμού της σκωρίας χάλυβα, και τελικά καταστρέφεται σταδιακά από το εξωτερικό προς το εσωτερικό, προκαλώντας το ανθρακότουβλο μαγνησίας σοβαρές ζημιές. Όταν η θερμοκρασία υπερβεί μια ορισμένη τιμή, το σώμα από τούβλα θα καταστραφεί και θα διαβρωθεί γρήγορα. Αυτό συμβαίνει επειδή το MgO και ο γραφίτης αρχίζουν να αντιδρούν με την ιδιοκατανάλωση σε υψηλή θερμοκρασία.
(3) Η επίδραση των πόρων:
Λόγω της παρουσίας μικροπόρων στο εσωτερικό και στην επιφάνεια των τούβλων άνθρακα μαγνησίας, είναι πιο πιθανό να συμβεί διάβρωση των τούβλων άνθρακα από μαγνησίτη. Κατά τη χρήση των τούβλων mag-c, οι πόροι παίζουν έναν επιταχυντικό ρόλο στο σχηματισμό του στρώματος απανθράκωσης, το οποίο με τη σειρά του κάνει τη σκωρία να διαβρώνει το πυρίμαχο υλικό των τούβλων άνθρακα από μαγνήσιο πιο σοβαρό. Όταν ο εξωτερικός αέρας εισέρχεται στους πόρους των τούβλων άνθρακα από μαγνησίτη για ψύξη, το οξυγόνο του αέρα αντιδρά με τον περιβάλλοντα άνθρακα για να δημιουργήσει αέριο CO και αποβάλλεται μέσω των μικροπόρων. Η συνεχής εμφάνιση των δύο διεργασιών αυξάνει σταδιακά το πορώδες και το μέγεθος των πόρων. Ο πιο σημαντικός παράγοντας για τη δημιουργία πόρων είναι η επιλογή συνδετικών σε τούβλα άνθρακα μαγνησίας. Η φαινολική ρητίνη χρησιμοποιείται γενικά ως συνδετικό. Εάν προστεθεί μικρή ποσότητα φαινολικής ρητίνης στο τούβλο άνθρακα μαγνησίας, το πορώδες δεν θα είναι πολύ υψηλό στην ψυχρή κατάσταση, περίπου 3%, αλλά η φαινολική ρητίνη θα αποσυντεθεί για να παράγει νερό, υδρογόνο, μεθάνιο, μονοξείδιο του άνθρακα (διοξείδιο του άνθρακα ) και άλλα αέρια μετά τη θέρμανση, και σχηματίζουν πόρους κάτω από τη ροή αυτών των αερίων, αυξάνοντας το πορώδες. Επομένως, τα τούβλα άνθρακα από μαγνησίτη διαβρώνονται από τη σκωρία που διέρχεται από τους πόρους, καθιστώντας την οξείδωση του άνθρακα και τη διάλυση του MgO πιο έντονη, καταστρέφοντας έτσι τα πυρότουβλα άνθρακα μαγνησίας. Λόγω της επαναλαμβανόμενης φύσης της διαδικασίας παραγωγής αερίου, η ζημιά στα πυρότουβλα άνθρακα μαγνησίας συνεχίζει να εντείνεται.
