Linija šljačke troske je dio gdje rastopljeni čelik dolazi u direktan kontakt sa zrakom. trenutno,magnezijeve karbonske cigleuglavnom se koriste za izgradnju linije za šljak troske. Zbog temperaturne razlike i postojanja okruženja bogatog kiseonikom, brzina erozije ovog dijela je znatno brža od erozije ostalih dijelova. Osim toga, prevrtanje i ispuštanje šljake rastopljenog čelika tokom rada izazivaju velika oštećenja na liniji šljake. Stoga je linija za šljaku troske jedan od dijelova s najvećom učestalošću održavanja.
Na vijek trajanja linije šljačke troske uglavnom utiču i ograničavaju tri aspekta: vanjsko okruženje, vatrostalni kvalitet i način zidanja.
1. Eksterno okruženje
Lonac je uređaj za primanje rastopljenog čelika i izvođenje operacija prelivanja. Temperatura rastaljenog čelika je često oko 1500 stepeni. Kada linija šljačke troske dođe u kontakt sa vazduhom na ovoj temperaturi, nastupiće jaka reakcija oksidacije. Osim toga, temperaturna razlika kontaktne površine između rastaljenog čelika i zraka također ima vrlo snažan utjecaj na liniju šljačke troske. Velika temperaturna razlika će ozbiljno testirati termičku stabilnost linije šljačke troske[20]. Tokom čestih operacija primanja i odlaganja, vatrostalni materijal će proizvesti određeni stepen pucanja. Stoga, u vanjskom okruženju, oksidacija na visokoj temperaturi ima veliki utjecaj na eroziju šljake. U isto vrijeme, ogromna promjena temperature postavlja visoke zahtjeve za termičku stabilnost vatrostalnih materijala. U interakciji gubitka topljenja i kolapsa vatrostalnih materijala, vod troske se lako ošteti, a zatim dolazi do infiltracije čelika.
LF rafinirajuća troska lako može izazvati oksidaciju i razugljičenje magnezijevih ugljenih cigli. LF šljaka ima relativno nizak viskozitet na visokoj temperaturi, ima jaku propusnost u sloju za dekarbonizaciju i ima visoku rastvorljivost u magnezijum oksidu. U isto vrijeme, šljaka lako prodire u granicu zrna periklaza kako bi se disocirale čestice magnezijevog pijeska, kao što je prikazano na slici 2 (SA je šljaka na slici; TA je sjecište tri komada). Stoga je vijek trajanja magnezitnih karbonskih opeka za LF šljaku relativno nizak. Shen et al. sistematski proučavao mehanizam oštećenja magnezijum karbonskih cigli u loncu u procesu LF rafiniranja, što ukazuje da se manji agregati MgO zrna lako erodiraju visokotemperaturnom šljakom. Nakon erozije, šljaka će nastaviti da prodire u unutrašnjost MgO agregata duž granice zrna periklasa, što će na kraju uzrokovati cijepanje periklasnog agregata.
2. Vatrostalni kvalitet
Currently, magnesite carbon bricks are mainly used for ladle slag lines. Both traditional magnesia carbon bricks and low-carbon magnesite carbon bricks, which are currently widely used, mainly use flake graphite as their carbon source. Flake graphite is generally selected from -197, -196, etc., that is, the particle size is greater than 100 mesh and the purity is higher than 97% or 96% (mass fraction). The binder is a thermosetting phenolic resin. During the carbonization reaction, the self-chain segments undergo cross-linking reactions to form a network structure that can form a mechanical interlocking force between magnesia sand particles and graphite. Graphite is the main raw material for the production of magnesia carbon refractory bricks, mainly due to its excellent physical properties: ① non-wetting of slag, ② high thermal conductivity, and ③ low thermal expansion. In addition, graphite does not melt with refractory materials, and graphite has high refractoriness. It is precisely because of this characteristic that mag-c bricks are selected for slag lines with harsh operating environments [24]. For low carbon magnesia carbon bricks (mass fraction of carbon ≤8%) or ultra-low carbon magnesite carbon bricks (mass fraction of carbon ≤3%), it is difficult to form a continuous network structure due to the low carbon content, so the organizational structure design of low carbon magnesia-carbon bricks is relatively complex. On the contrary, the organizational structure design of high carbon mag-carbon bricks (mass fraction of carbon>10%) je relativno jednostavno.
Zbog osjetljivosti magnezitnih karbonskih opeka na vlagu i utjecaja odabira formule, performanse magnezit-karbonskih opeka će biti u određenoj mjeri pogođene. Nakon što su cigle od magnezijevog ugljika vlažne, struktura postaje labava, a voda izlazi na visokoj temperaturi i stvara više praznih kanala, što će imati negativan utjecaj na termičku stabilnost i otpornost na koroziju ove cigle, a sposobnost da se nosi s rastopljenim čelikom će takođe biti znatno oslabljen. MgO-C je vrlo osjetljiv na termomehaničku abraziju jer koeficijent toplinskog širenja MgO ima visoku reverzibilnost. Vezivo za ciglu od magnezijevog ugljenika je takođe važan faktor koji utiče na kvalitet cigle od magnezijum ugljenika. Previše ili premalo veziva utječe na performanse cigle od magnezijevog ugljenika. Premalo veziva će uzrokovati labavo vezanje praha od magnezijevog ugljičnog opeka i lakog pranja i ljuštenja; previše veziva će uzrokovati pogoršanje stabilnosti termičkog šoka i vatrostalnosti cigle od magnezijevog ugljika, a previše štetnih elemenata će se dodati u rastopljeni čelik.
Kada lonac primi rastopljeni čelik iz konvertera, biće praćen velikom količinom šljake. Niska tačka topljenja 2CaO·SiO2 u šljaci se rastvara u granici zrna MgO i hemijski reaguje sa elementima u tragovima nečistoća u sloju MgO, koji igra glavnu ulogu u rastvaranju magnezijevih vatrostalnih materijala. Iz perspektive konvertorske troske, istraživanje poboljšanja performansi vatrostalnih opeka od magnezijevog ugljika uglavnom se fokusira na magnezijev pijesak, antioksidanse i mikrostrukturu.
Osim toga, dodatak antioksidansa ugljičnim ciglama od magnezijevog oksida također utječe na njihov kvalitet. Kako bi se poboljšala otpornost na oksidaciju magnezijsko-ugljičnih opeka, često se dodaje mala količina aditiva. Uobičajeni aditivi uključuju Si, Al, Mg, Al-S, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si-Mg-Ca, SiC, B4C, BN i Al-BC i Al-SiC-C serije aditiva. Uloga aditiva uglavnom ima dva aspekta: s jedne strane, sa termodinamičke tačke gledišta, na radnoj temperaturi, aditivi ili aditivi reaguju sa ugljenikom i stvaraju druge supstance. Njihov afinitet prema kisiku je veći od onog ugljika s kisikom, a oksidiraju se prije ugljika, čime se štite ugljik. S druge strane, s kinetičke točke gledišta, spojevi nastali reakcijom aditiva sa O2, CO ili ugljikom mijenjaju mikrostrukturu ugljikovih kompozitnih vatrostalnih materijala, kao što su povećanje gustoće, blokiranje pora i ometanje difuzije kisika i produkti reakcije [28]. Trenutno se Al prah uglavnom koristi u ciglama od magnezijevog ugljika kako bi se spriječila oksidacija ugljika. Iako Al ima jaku antioksidacionu sposobnost, na visokoj temperaturi Al reaguje sa C i N2 da bi formirala jedinjenja Al ugljika i dušika. Među njima, Al karbid je lako hidratizirati u procesu od visoke do niske temperature, što rezultira stvaranjem šupljina unutar cigle od magnezijevog ugljika, što uzrokuje popuštanje strukture i pucanje.
3. Metoda zidanja
Magnezijum karbonske cigle u liniji za šljaku troske uglavnom koriste suvo zidanje (cigle koje se direktno slažu bez vezivanja vatrostalnog blata) i mokro zidanje (koristeći vatrostalnu mulju u kombinaciji sa vatrostalnim ciglama). Prednost suhog zidanja je u tome što minimizira utjecaj protupožarnog blata. U uvjetima visoke temperature, zbog različitih materijala mag-c cigle i protupožarnog blata, stopa toplinskog širenja je različita zbog temperature, zbog čega se lako stvaraju praznine na kontaktnoj površini. Nedostatak ove metode je što se ne može garantovati da će cigle biti 100% u bliskom kontaktu. U isto vrijeme, kada se cigle od magnezijevog ugljika šire zbog topline, nema mjesta za puferiranje između cigli, što uzrokuje da se cigle stisnu i lome; ili zbog širenja cigle, cijeli se prsten šljake podiže kao cjelina, a ogromna sila istiskivanja uzrokuje deformaciju rubne ploče, a vatrostalni materijal gubi zaštitu i ispire se i ljušti, što predstavlja veću ugrožavanje kvaliteta linije šljake.
Metoda mokrog zidanja je slična metodi zidanja u zgradama, ali je strožija po zahtjevima. Prednost ove metode je u tome što se može dobro izbjeći praznine koje se mogu pojaviti u suhom zidu. Istovremeno, požarno blato je slabo na visokim temperaturama. Kada se cigle od magnezijevog ugljika šire zbog topline, one mogu teći kako bi se prilagodile promjenama u prazninama između cigli, raspršujući silu ekstruzije između cigli, čime se izbjegava stvaranje praznina. Nedostatak ove metode je što upotreba protupožarnog blata čini strukturu šljake nestabilnom i povećava težinu zidanja. Ako je protupožarno blato neravnomjerno, i dalje će biti praznina između cigli.
