Het Ausmelt-smeltproces wordt wereldwijd veel gebruikt vanwege het sterke aanpassingsvermogen van grondstoffen, de eenvoudige bediening, de hoge productie-efficiëntie en de volledige faciliteiten voor milieubescherming, maar het heeft ook tekortkomingen zoals een korte levensduur van de oven; Het verlengen van de levensduur van Ausmelt-ovens wordt voornamelijk uitgevoerd rond het verlengen van de levensduur vanvuurvaste stenen. Uit het mechanisme voor het verlies van vuurvaste stenen kunnen we de factoren achterhalen die de levensduur van vuurvaste vuurvaste stenen in Ausmelt-ovens beïnvloeden. Er zijn drie hoofdaspecten, namelijk: er vallen schilfers af; ablatie van smelt bij hoge temperatuur; mechanisch schuren en chemische erosie van rookgas bij hoge temperaturen.
Vlokken vallen eraf
Bij de productie van de zeven ovens van Ausmelt-ovens is het afvallen van vuurvaste steenvlokken de belangrijkste factor bij het verlies van vuurvaste stenen. Er zijn verschillende belangrijke factoren die leiden tot vuurvaste steenvlokken, namelijk temperatuurschommelingen; slakkenerosie en fysieke impact.
1. Temperatuurschommelingen
Het kopersmelten in de Ausmelt-oven maakt gebruik van een bandsysteem om koperconcentraat toe te voegen, en zuurstofrijke lucht wordt er via een spuitpistool in geblazen. Na het mengen in het gesmolten zwembad van de Ausmelt-oven vindt een gewelddadige redoxreactie plaats. De temperatuur van het kopersmeltbad van de Australische oven wordt op 1160 graden -1200 graden gehouden, wat aanzienlijk lager is dan de vuurvastheid (groter dan of gelijk aan 1580 graden) en de verzachtingstemperatuur van de belasting (groter dan of gelijk aan 1450 graden). graad) van gewone vuurvaste materialen. Daarom zullen bij deze temperatuur geen nieuwe vuurvaste stenen worden verbruikt die nog niet zijn verslechterd. Onder onregelmatige of zelfs intermitterende bedrijfsomstandigheden, zoals het proces van het openen en stoppen van de Australische oven, stijgt en daalt de temperatuur in de oven echter scherp, en deze temperatuurverandering zal een temperatuurgradiënt in de steen veroorzaken, en de krimp en uitzetting proces van de vuurvaste vuurvaste stenen zal worden geblokkeerd om thermische spanning te veroorzaken. Wanneer de thermische spanning de thermische schokbestendigheid van de vuurvaste stenen overschrijdt, zullen de vuurvaste vuurvaste stenen barsten, breken en de mechanische sterkte verminderen, en uiteindelijk afbladderen.
Tegelijkertijd zullen de verschillende verwarmings- en afkoelsnelheden van elke laag stenen tijdens het verwarmings- of koelproces van de oven en de verschillende thermische spanningen die worden gegenereerd tijdens het thermische verplaatsingsproces relatieve verplaatsing tussen stenen veroorzaken. Deze relatieve verplaatsing veroorzaakt wrijvingsafschuifkracht op het verplaatsingsoppervlak tussen stenen. In ernstige gevallen zal het direct het lokale gebied van de vuurvaste stenen scheuren, waardoor scheuren in de vuurvaste stenen ontstaan. Deze scheuren verspreiden zich door de relatieve verplaatsing veroorzaakt door elke daaropvolgende temperatuurschommeling, wat uiteindelijk leidt tot het afbladderen van vuurvaste stenen. In het vroege stadium van de opening van de Australische oven, als gevolg van de onvolwassen procesomstandigheden, onbekendheid met de praktische werking van het proces om de levensduur van de Ausmelt-smeltoven te verbeteren, en defecten aan de apparatuur, fluctueerden de oventemperatuur en de ovenomstandigheden regelmatig, stenen vielen in de oven en de vuurvaste vuurstenen raakten ernstig beschadigd.
2. Slakkenerosie
Bij het smelten van matte materialen bestaat het ladingsganggesteente voornamelijk uit kwarts (SiO2) en kalksteen (CaCO3), die reageren met FeO geproduceerd door oxidatie van koperconcentraat om een complexe alkalische slak te vormen die ijzersilicaat (2FeO·SiO2: fayaliet) bevat, dat een sterke corrosiviteit heeft. en erosievermogen. Bij het maken van vuurvast baksteenmetselwerk zijn er onvermijdelijk radiale en omlopende baksteenverbindingen. Deze baksteenverbindingen en scheuren in vuurvaste stenen, veroorzaakt door temperatuurschommelingen, vormen kanalen voor de infiltratie en erosie van alkalische slakken bij hoge temperaturen, en deze slakerosie zelf zorgt er ook voor dat de baksteenverbindingen en scheuren blijven toenemen. Naarmate de voegen en scheuren van de stenen groter worden, worden de stenen blootgesteld aan overmatige spanning tijdens elk krimp- en uitzettingsproces, veroorzaakt door temperatuurschommelingen, wat resulteert in het blokvormig afbladderen van het vuurvaste steenoppervlak.
3. Fysieke impact
Zodra cokes valt tijdens het productieproces van de Ausmelt-oven, vallen de cokesblokken vrij op het hellingsgedeelte van de Ausmelt-oven, wat een enorme fysieke impactkracht veroorzaakt op de vuurvaste vuurstenen in het hellingsgedeelte van de Ausmelt-oven, waardoor de interne werking ernstig wordt aangetast. hechtkracht van de stenen, waardoor de vuurvaste stenen barsten. Na thermische schokken, erosie van slak en schuren van rookgassen zorgen de scheuren er uiteindelijk voor dat de vuurvaste vuurvaste stenen loslaten.
Ablatie van smelt bij hoge temperatuur
Door de roerende werking van het spuitpistool is de gesmolten poel van de Ausmelt-oven een gewelddadig "kokend" dynamisch gesmolten poel. De hele oven is een ongelijkmatig en onstabiel temperatuurveld, dat gevoelig is voor plaatselijke hoge temperaturen, wat resulteert in verzachting van de oppervlaktestructuur en sterkte van de vuurvaste vuurvaste stenen, verminderde weefselbindingsprestaties, directe verbranding van een deel van de bindingsfase en verminderde belasting. verzachtingstemperatuur van de vuurvaste stenen, resulterend in langzaam verlies van vuurvaste stenen. De ablatie van oplossing bij hoge temperatuur vindt voornamelijk plaats in het gebied van het gesmolten zwembad en het gebied onder de slaklijn. Uit de observatie en meting van gegevens over reststeen uit zeven ovenperioden is gebleken dat het verbrandingsproces van vuurvaste stenen door oplossing bij hoge temperatuur een zeer langzaam proces is, voornamelijk omdat het oplossingsgebied met hoge temperatuur en het gebied onder de slaklijn kan in principe worden beschermd door slakken als gevolg van waterkoeling.
Mechanisch schuren en chemische erosie van rookgas bij hoge temperaturen
Het smeltproces van het kopersmelten in de Ausmelt-oven zelf is een slakproductie- en ontzwavelingsproces, dat een grote hoeveelheid zeer corrosief zwavelhoudend rookgas op hoge temperatuur zal produceren. Het zwavelhoudende rookgas op hoge temperatuur wordt door de hogetemperatuurventilator van zwavelzuur afgezogen om een luchtstroom op hoge temperatuur te vormen, die continu het oppervlak van vuurvaste stenen doorzoekt, vooral het oppervlak van vuurvaste stenen in het hellingsgedeelte van de Ausmelt-oven , resulterend in het verbranden van vuurvaste stenen. Tegelijkertijd bevat het rookgas, aangezien het smelten van de Ausmelt-oven een zuurstofrijke smelting is, ongeveer 6,5% zuurstof. Tijdens het diffusieproces wordt een deel van het SO2 geoxideerd tot SO3 door het hogetemperatuurgas, dat bij temperaturen onder 1050 graden reageert met de alkalische oxiden in de vuurvaste vuurvaste stenen om aardalkalimetaalsulfaten (MgSO4, CaSO4) te vormen. De vorming van aardalkalimetaalsulfaten in baksteen gaat vaak gepaard met een toename van het volume en het vullen van de poriën. Als gevolg van deze erosie wordt het risico op barsten van stenen vergroot, wordt de hechtsterkte van stenen verzwakt en wordt de erosie van stenen door slakken verder bevorderd, wat uiteindelijk leidt tot het verbranden en zelfs afbladderen van vuurvaste vuurvaste stenen.
