กลไกการกัดกร่อนของอิฐคาร์บอนแมกนีเซียในตะกรันในทัพพีคืออะไร?

ด้วยเทคโนโลยีการผลิตอิฐคาร์บอนแมกนีเซียที่ครบกำหนดขอบเขตการใช้งานของอิฐคาร์บอนแมกนีเซียกำลังกว้างขึ้นเรื่อยๆ อิฐคาร์บอนแมกนีไซต์ถูกใช้เป็นซับในเตาอาร์คไฟฟ้า และอายุการใช้งานของซับก็ดีขึ้นอย่างมาก แม้ว่าอิฐไฟคาร์บอนแมกนีเซียจะใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการโลหะ แต่อายุการใช้งานยังคงเป็นปัญหามากเนื่องจากสภาพการทำงานที่รุนแรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแนวตะกรันของทัพพี ซึ่งความเสียหายของอิฐคาร์บอนแมกนีเซียมนั้นร้ายแรงอย่างยิ่ง

ในทัพพีองค์ประกอบทางเคมีของตะกรันมีความซับซ้อนและเปลี่ยนแปลงได้ และอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงและบ่อยครั้งโดยเฉพาะในแนวตะกรันของทัพพี ดังนั้นอิฐ mgo-c ที่มีประสิทธิภาพดีเยี่ยมจึงมักถูกนำมาใช้ในสายตะกรัน กลไกการกัดกร่อนของอิฐทนไฟคาร์บอนแมกนีเซียในตะกรันในทัพพีได้รับการศึกษาอย่างลึกซึ้งทั้งในและต่างประเทศโดยสรุปโดยละเอียดดังนี้

PART.01 การกัดเซาะตะกรันของอิฐคาร์บอนแมกนีเซีย

ในทัพพีเนื่องจากสภาพแวดล้อมทางกายภาพและทางเคมีที่ซับซ้อนของเส้นตะกรัน เยื่อบุของส่วนนี้เสียหายได้ง่ายที่สุด การกัดเซาะทางเคมีของตะกรันบนอิฐ MgO-C ส่วนใหญ่เกิดจากการละลายของ MgO และการเกิดออกซิเดชันของคาร์บอนในเมทริกซ์ของอิฐ MgO-C ภายใต้การกระทำร่วมกันของปัจจัยต่อไปนี้ อิฐ MgO-C ได้รับความเสียหาย:

1. อิทธิพลของความเป็นพื้นฐาน: ยิ่งตะกรันมีพื้นฐานต่ำ ก็ยิ่งสามารถกัดกร่อนอิฐ MgO-C ได้มากขึ้นเท่านั้น หากความเป็นพื้นฐานของตะกรันเพิ่มขึ้น กิจกรรมของ SiO2 ในตะกรันจะลดลง ซึ่งสามารถลดการเกิดออกซิเดชันของคาร์บอนได้ ในเวลาเดียวกันด้วยการเพิ่มขึ้นของพื้นฐานกิจกรรมของ FeO ในตะกรันจะลดลงซึ่งทำให้การกัดกร่อนของตะกรันบนอิฐ MgO-C ช้าลง

2. อิทธิพลของ MgO: Osbom และคณะ พบว่าปริมาณ MgO ในชั้นตะกรันสูงถึง 30% เมื่อวิเคราะห์องค์ประกอบของเส้นตะกรัน LF พวกเขาเชื่อว่ายิ่งปริมาณ MgO ในตะกรันสูงเท่าใด การกัดเซาะของอิฐ MgO-C ก็จะยิ่งช้าลงเท่านั้น ยิ่งค่าพื้นฐานสูงเท่าไร การกัดเซาะของอิฐ MgO-C ด้วยตะกรันก็จะช้าลงเท่านั้น

3. ผลกระทบของ Al2O3: Al2O3 ในตะกรันจะลดจุดหลอมเหลวและความหนืดของตะกรัน เพิ่มความสามารถในการเปียกของตะกรันและวัสดุทนไฟ ทำให้ตะกรันเจาะได้ง่ายขึ้นจากขอบเขตเกรนแมกนีเซีย และทำให้เพริคลาสแยกจากเมทริกซ์อิฐคาร์บอนแมกนีเซีย

4. ผลกระทบของ FeO: ประการแรก FeO ในตะกรันสามารถทำปฏิกิริยากับกราไฟท์ในอิฐคาร์บอนแมกนีเซียได้อย่างง่ายดายที่อุณหภูมิสูง และผลิตเม็ดเหล็กสีขาวสว่างเพื่อสร้างชั้นที่แยกคาร์บอนออก ประการที่สอง เพอริเลสในอิฐคาร์บอนแมกนีเซียจะทำปฏิกิริยากับ FeO ในตะกรันเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ

ในระหว่างการทำความร้อนและความเย็นซ้ำของทัพพี เนื่องจากอัตราการขยายตัวทางความร้อนที่ไม่สอดคล้องกันระหว่างผลิตภัณฑ์ที่มีจุดหลอมเหลวต่ำของคอมโพสิตแมกนีเซียที่เกิดขึ้นกับแร่เหล็กแมกนีเซีย แมกนีเซียมออกไซด์บนพื้นผิวของวัสดุทนไฟจะแตก ซึ่งนำไปสู่ การละลายของอิฐ นักวิชาการต่างชาติยังเชื่อด้วยว่าการเพิ่มปริมาณธาตุเหล็กในตะกรันเหล็กนั้นไม่ดีต่ออายุของอิฐคาร์บอนแมกนีเซียม ขั้นแรก เหล็ก FeO จะเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของคาร์บอนบนพื้นผิวของอิฐคาร์บอนแมกนีไซต์ ประการที่สอง FeO จะทำปฏิกิริยากับ MgO เพื่อทำให้โครงสร้างพื้นผิวการทำงานของอิฐทนไฟคาร์บอนแมกนีเซียหลวม ภายใต้การกระทำที่รวมกันของสองจุดนี้ การพังทลายของอิฐไฟคาร์บอนแมกนีเซียจะถูกเร่งให้เร็วขึ้น

ตอนที่ 02 การเกิดออกซิเดชันของคาร์บอนในอิฐคาร์บอนเอ็มโก

เมื่ออิฐคาร์บอนแมกนีเซียสัมผัสกับตะกรัน คาร์บอนจะทำปฏิกิริยากับออกไซด์ เช่น FeO ในตะกรันเพื่อแยกคาร์บอนออก กลายเป็นชั้นที่แยกคาร์บอนออกภายใต้เงื่อนไขบางประการ ซึ่งทำให้โครงสร้างพื้นผิวการทำงานของอิฐแมกนีเซียมคาร์บอนหลวม ซึ่งเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้ ความเสียหายของอิฐคาร์บอน MGO คาร์บอนทำปฏิกิริยากับออกไซด์ เช่น CO2, O2 และ SiO2 และถูกออกซิไดซ์อย่างต่อเนื่องโดยเหล็กออกไซด์ในตะกรัน ประการที่สอง โครงสร้างที่หลวมที่เกิดจากชั้นที่แยกคาร์บอนจะทำให้เกิดรอยแตกและรูพรุนที่ใหญ่ขึ้นภายใต้การกระทำของการขยายตัวทางความร้อนและการกำจัดตะกรัน ทำให้ตะกรันเจาะทะลุได้ง่ายและสร้างเฟสจุดหลอมเหลวต่ำด้วย MgO ในเวลาเดียวกัน โครงสร้างพื้นผิวของอิฐคาร์บอน mgo เปลี่ยนแปลงไปภายใต้การกระทำของการกวนเชิงกลอย่างรุนแรงของสระที่หลอมละลายและการขจัดตะกรันเหล็กอย่างรุนแรง และในที่สุดก็ค่อย ๆ เกิดความเสียหายจากภายนอกสู่ภายใน ทำให้เกิดความเสียหายอย่างร้ายแรงต่ออิฐคาร์บอนแมกนีไซต์ หลังจากที่อุณหภูมิสูงเกินค่าที่กำหนด โครงสร้างตัวอิฐจะเสียหายและสึกกร่อนอย่างรวดเร็ว เนื่องจาก MgO และกราไฟต์เริ่มบริโภคเองที่อุณหภูมิสูง

PART.03 อิทธิพลของรูขุมขน
เนื่องจากมีไมโครพอร์อยู่ด้านในและบนพื้นผิวของอิฐคาร์บอนแมกนีเซีย จึงมีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดเซาะของอิฐทนไฟ mgo c มากขึ้น ในระหว่างการใช้อิฐไฟ mgo c รูขุมขนมีบทบาทเร่งในการก่อตัวของชั้นการแยกคาร์บอนซึ่งทำให้ตะกรันกัดกร่อนวัสดุทนไฟของอิฐคาร์บอนแมกนีเซียอย่างจริงจังยิ่งขึ้น เมื่ออากาศภายนอกเข้าสู่รูพรุนในอิฐ mgo c เพื่อระบายความร้อน ออกซิเจนในอากาศจะทำปฏิกิริยากับคาร์บอนที่อยู่รอบๆ เพื่อสร้างก๊าซ CO และถูกระบายออกทางไมโครพอร์ การเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องของทั้งสองกระบวนการจะค่อยๆเพิ่มความพรุนและขนาดรูพรุน ปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการสร้างรูขุมขนคือการเลือกสารยึดเกาะในอิฐไฟคาร์บอนแมกนีเซีย โดยทั่วไปจะใช้ฟีนอลเรซินเป็นสารยึดเกาะ หากเติมฟีนอลเรซินจำนวนเล็กน้อยลงในอิฐคาร์บอนแมกนีเซีย ความพรุนจะไม่สูงเกินไปในสภาวะเย็นประมาณ 3% แต่เรซินฟีนอลจะสลายตัวและผลิตน้ำ ไฮโดรเจน มีเทน คาร์บอนมอนอกไซด์ (คาร์บอนไดออกไซด์) ) และก๊าซอื่นๆ หลังจากให้ความร้อน และก่อตัวเป็นรูพรุนภายใต้การไหลของก๊าซเหล่านี้ ซึ่งจะเพิ่มความพรุน ดังนั้นอิฐคาร์บอนแมกนีเซียมจึงถูกกัดกร่อนโดยตะกรันที่ผ่านรูพรุน ทำให้การออกซิเดชันของคาร์บอนและการละลายของ MgO มีความรุนแรงมากขึ้น ซึ่งสร้างความเสียหายให้กับอิฐคาร์บอนแมกนีไซต์ เนื่องจากธรรมชาติของกระบวนการผลิตก๊าซเกิดขึ้นซ้ำๆ ความเสียหายของอิฐไฟคาร์บอนแมกนีเซียจึงยังคงรุนแรงขึ้น

กระบวนการเสียหายของอิฐคาร์บอนแมกนีเซียสามารถสรุปได้ดังนี้: ออกซิเดชัน การแยกคาร์บอน การคลายตัว การกัดเซาะ การกำจัดสิ่งสกปรก การหลุดออก และความเสียหาย ขั้นแรก กราไฟท์บนพื้นผิวการทำงานของอิฐคาร์บอนแมกนีเซียจะถูกออกซิไดซ์เพื่อสร้างชั้นที่แยกคาร์บอนออก แมกนีเซียในชั้นที่แยกคาร์บอนออกจะค่อยๆ กัดเซาะและหลุดออกไปภายใต้สภาวะความเครียดจากความร้อน (อัตราการขยายตัวเนื่องจากความร้อนของกราไฟท์และแมกนีเซียที่ 1000 องศาคือ 1.4% และ 0.2% ตามลำดับ) การกัดเซาะทางเคมี และกลไก กำจัดสิ่งสกปรกบน หลังจากการไล่ออก กราไฟท์จะถูกเปิดออกและยังคงถูกออกซิไดซ์ต่อไปเพื่อสร้างชั้นที่แยกคาร์บอนออก จากนั้นจึงเกิดกระบวนการละลายแมกนีเซีย ภายใต้การกระทำซ้ำๆ อิฐคาร์บอนแมกนีเซียจะเสียหาย