Sa zrelošću tehnologije proizvodnje ugljične opeke od magnezija, opseg primjenemagnezijeve karbonske ciglepostaje sve širi i širi. Magnezitne karbonske opeke koriste se kao obloga elektrolučnih peći, a vijek trajanja obloge je znatno poboljšan. Iako se vatrogasne opeke od magnezijevog karbona široko koriste u metalurškim procesima, njihov vijek trajanja je i dalje vrlo problematičan zbog otežanih radnih uvjeta, posebno na liniji šljake, gdje su oštećenja magnezijevih ugljeničnih opeka posebno ozbiljna.
U loncu je hemijski sastav šljake složen i promjenjiv, a temperatura se naglo i često mijenja, posebno u zguri lonca. Stoga se mgo-c cigle s odličnim performansama često koriste u liniji šljake. Mehanizam korozije magnezit-karbonskih vatrostalnih opeka u zguri u loncu je duboko proučavan u zemlji i inostranstvu, a detaljan sažetak je sljedeći.
PART.01 Erozija šljake od ugljičnih cigli od magnezija
U loncu, zbog složenog fizičko-hemijskog okruženja šljake, najlakše dolazi do oštećenja obloge ovog dela. Hemijska erozija šljake na MgO-C ciglama uglavnom je kroz otapanje MgO i oksidaciju ugljika u matrici MgO-C opeke. Kombinovanim djelovanjem sljedećih faktora, MgO-C cigle se oštećuju:
1. Uticaj bazičnosti: Što je niža bazičnost šljake, to je povoljnije za erodiranje MgO-C cigle. Ako se poveća bazičnost šljake, smanjuje se aktivnost SiO2 u šljaci, što može smanjiti oksidaciju ugljika. Istovremeno, sa povećanjem bazičnosti opada aktivnost FeO u šljaci, što relativno usporava eroziju šljake na MgO-C ciglama;
2. Utjecaj MgO: Osbom et al. utvrdili da je sadržaj MgO u sloju šljake čak 30% pri analizi sastava LF šljake. Vjerovali su da što je veći sadržaj MgO u šljaci, to je sporija erozija MgO-C opeke. Što je bazičnost veća, to je sporija erozija MgO-C cigle šljakom.
3. Utjecaj Al2O3: Al2O3 u šljaci će smanjiti tačku topljenja i viskozitet šljake, povećati vlaženje šljake i vatrostalnih materijala, olakšati prodiranje šljake sa granice zrna magnezijevog oksida i odvojiti periklazu od matrice magnezijevog ugljičnog cigla.
4. Efekat FeO: Prvo, FeO u šljaci može lako da reaguje sa grafitom u cigli od magnezijum ugljenika na visokoj temperaturi i proizvede svetle bele gvozdene perle da formiraju razugljenični sloj. Drugo, periklas u cigli od magnezijevog ugljenika će takođe reagovati sa FeO u šljaci i formirati proizvode niske tačke topljenja.
Prilikom ponovnog zagrijavanja i hlađenja lonca, zbog nedosljedne brzine toplinske ekspanzije između formiranog kompozitnog magnezijevo-gvozdenog proizvoda niske tačke topljenja i rude magnezijum gvožđa dolazi do razbijanja magnezijum oksida na površini vatrostalnog materijala, što dovodi do rastvaranje cigle. Strani naučnici također smatraju da povećanje sadržaja gvožđa u čeličnoj zguri nije dobro za životni vek magnezijum-ugljičnih cigli. Prvo, željezo FeO ubrzava oksidaciju ugljika na površini magnezitnih ugljičnih opeka. Drugo, FeO će reagirati s MgO kako bi struktura radne površine vatrostalnih opeka od magnezijevog ugljika postala labava. Zajedničkim djelovanjem ove dvije točke, ubrzava se erozija magnezit-karbonskih vatrostalnih opeka.
DIO.02 Oksidacija ugljika u mgo ugljičnim ciglama
Kada ugljične cigle od magnezijevog oksida dođu u kontakt sa šljakom, ugljik će reagirati s oksidima kao što je FeO u šljaci kako bi se razugljičio, formirajući razugljični sloj pod određenim uvjetima, što čini strukturu radne površine magnezijevih ugljičnih opeka labavim, što je glavni razlog za oštećenje mgo karbonskih cigli. Ugljik reagira s oksidima kao što su CO2, O2 i SiO2 i kontinuirano se oksidira oksidima željeza u šljaci; drugo, labava struktura formirana od razugljičenog sloja stvara veće pukotine i pore pod dejstvom termičkog širenja i ribanja šljake, što olakšava prodiranje šljake i formiranje faze niske tačke topljenja sa MgO. Istovremeno, površinska struktura mgo karbonskih opeka se mijenja pod djelovanjem nasilnog mehaničkog miješanja rastopljenog bazena i nasilnog ribanja čelične troske, te se na kraju postupno oštećuje izvana prema unutra, uzrokujući ozbiljna oštećenja magnezitnih karbonskih opeka. Nakon što temperatura pređe određenu vrijednost, struktura tijela od opeke će se oštetiti i brzo korodirati, što je zbog toga što MgO i grafit počinju da se troše na visokoj temperaturi.
DIO.03 Utjecaj pora
Zbog prisustva mikropora unutar i na površini magnezijevih ugljičnih opeka, vjerojatnije je da će doći do erozije mgo c vatrostalnih opeka. Tokom upotrebe mgo c vatrostalnih opeka, pore igraju ubrzanu ulogu u formiranju sloja za dekarbonizaciju, zbog čega šljaka ozbiljnije korodira vatrostalni materijal magnezijevih ugljeničnih opeka. Kada vanjski zrak uđe u pore u mgo c ciglama radi hlađenja, kisik u zraku reagira s okolnim ugljikom kako bi stvorio plin CO i ispušta se kroz mikropore. Kontinuirano odvijanje ova dva procesa postepeno povećava poroznost i veličinu pora. Najvažniji faktor u stvaranju pora je odabir veziva u ognjevarnim opekama od magnezijevog ugljenika. Fenolna smola se uglavnom koristi kao vezivo. Ako se u magnezit-karbonsku ciglu doda mala količina fenolne smole, poroznost neće biti previsoka u hladnom stanju, oko 3%, ali će se fenolna smola razgraditi i proizvesti vodu, vodik, metan, ugljični monoksid (ugljični dioksid ) i drugih plinova nakon zagrijavanja, te formiraju pore pod strujom ovih plinova, povećavajući poroznost. Zbog toga su magnezijumske ugljenične cigle korodirane šljakom koja prolazi kroz pore, čineći oksidaciju ugljenika i otapanje MgO intenzivnijim, čime se oštećuju magnezitne ugljenične opeke. Zbog repetitivne prirode procesa stvaranja plina, oštećenja od magnezijevog ugljika i dalje se intenziviraju.
Proces oštećenja magnezijevih ugljenih cigli može se sažeti kao: oksidacija, dekarbonizacija, labavljenje, erozija, ribanje, osipanje i oštećenje. Prvo, grafit na radnoj površini cigle od magnezijevog ugljenika se oksidira kako bi se formirao razugljičeni sloj. Magnezija u dekarboziranom sloju se postepeno erodira i raspada pod uslovima termičkog stresa (stope termičkog širenja grafita i magnezijuma na 1000 stepeni su 1,4% i 0,2%, respektivno), hemijske erozije i mehaničke ribanje. Nakon raspadanja, grafit se izlaže i nastavlja da se oksidira kako bi se formirao razugljenični sloj, a zatim dolazi do procesa rastvaranja magnezija. Ponovljenim djelovanjem, cigla od magnezijevog ugljika je oštećena.
