Das Ausmelt-Schmelzverfahren wird aufgrund seiner starken Rohstoffanpassungsfähigkeit, einfachen Bedienung, hohen Produktionseffizienz und umfassenden Umweltschutzeinrichtungen weltweit häufig eingesetzt, weist jedoch auch Nachteile auf, wie z. B. eine kurze Ofenlebensdauer; Bei der Verlängerung der Lebensdauer von Ausmelt-Öfen geht es hauptsächlich um die Verlängerung der Lebensdauer von Öfenfeuerfeste Steine. Anhand des Verlustmechanismus für feuerfeste Steine können wir die Faktoren herausfinden, die die Lebensdauer von feuerfesten Schamottesteinen in Ausmelt-Öfen beeinflussen. Es gibt drei Hauptaspekte, nämlich: Abfallen der Flocken; Ablation von Hochtemperaturschmelze; mechanische Reinigung und chemische Erosion von Hochtemperatur-Rauchgas.
Flocken fallen ab
Bei der Produktion der sieben Öfen von Ausmelt-Öfen ist das Herunterfallen von feuerfesten Steinflocken der wichtigste Faktor für den Verlust von feuerfesten Steinen. Es gibt mehrere Hauptfaktoren, die zu feuerfesten Steinsplittern führen, nämlich Temperaturschwankungen; Schlackenerosion und physikalische Einwirkung.
1. Temperaturschwankungen
Bei der Kupferverhüttung im Ausmelt-Ofen wird Kupferkonzentrat über ein Bandsystem zugegeben und mit einer Spritzpistole wird sauerstoffreiche Luft hineingeblasen. Nach dem Mischen im Schmelzbad des Ausmelt-Ofens kommt es zu einer heftigen Redoxreaktion. Die Temperatur des Kupferschmelzbeckens des australischen Ofens wird bei 1160 Grad -1200 Grad gehalten, was deutlich niedriger ist als die Feuerfestigkeit (größer oder gleich 1580 Grad) und die Lasterweichungstemperatur (größer oder gleich 1450). Grad) gewöhnlicher feuerfester Materialien. Daher werden bei dieser Temperatur neue feuerfeste Steine, die noch nicht beschädigt sind, nicht verbraucht. Unter unregelmäßigen oder sogar intermittierenden Betriebsbedingungen, wie z. B. beim Öffnen und Stoppen des australischen Ofens, steigt und fällt die Temperatur im Ofen jedoch stark, und diese Temperaturänderung führt zu einem Temperaturgradienten im Inneren des Ziegels sowie zu Schrumpfung und Ausdehnung Der Prozess der feuerfesten Schamottesteine wird blockiert, was zu thermischer Spannung führt. Wenn die thermische Belastung die Temperaturwechselbeständigkeit der feuerfesten Steine übersteigt, reißen die feuerfesten Steine, brechen, verringern ihre mechanische Festigkeit und blättern schließlich ab.
Gleichzeitig führen die unterschiedlichen Aufheiz- und Abkühlgeschwindigkeiten jeder Ziegelschicht während des Aufheiz- oder Abkühlvorgangs des Ofens und die unterschiedlichen thermischen Spannungen, die während des thermischen Verschiebungsprozesses erzeugt werden, zu einer relativen Verschiebung zwischen den Ziegeln. Diese relative Verschiebung verursacht eine Reibungsscherkraft auf der Verschiebungsfläche zwischen den Ziegeln. In schweren Fällen wird der lokale Bereich der feuerfesten Steine direkt zerrissen, was zu Rissen in den feuerfesten Steinen führt. Diese Risse breiten sich durch die relative Verschiebung aus, die durch jede weitere Temperaturschwankung verursacht wird, und führen schließlich zum Abblättern des feuerfesten Ziegels. In der frühen Phase der australischen Ofeneröffnung schwankten die Ofentemperatur und die Ofenbedingungen aufgrund der unausgereiften Prozessbedingungen, der Unkenntnis des praktischen Betriebs des Prozesses zur Verbesserung der Lebensdauer des Ausmelt-Schmelzofens und der Ausrüstungsausfälle häufig und Ziegel fielen im Ofen ab und die feuerfesten Schamottsteine wurden schwer beschädigt.
2. Schlackenerosion
Bei der Steinschmelze umfasst die Ladungsgangart hauptsächlich Quarz (SiO2) und Kalkstein (CaCO3), die mit FeO, das durch Oxidation von Kupferkonzentrat entsteht, reagieren und eine komplexe alkalische Schlacke bilden, die Eisensilikat (2FeO·SiO2: Fayalit) enthält und eine starke Korrosivität aufweist und Erosionsvermögen. Beim Mauern mit feuerfesten Ziegeln kommt es zwangsläufig zu radialen und umlaufenden Ziegelfugen. Diese durch Temperaturschwankungen verursachten Ziegelfugen und Risse in feuerfesten Ziegeln bilden Kanäle für das Eindringen und die Erosion von alkalischer Hochtemperaturschlacke, und diese Schlackenerosion selbst führt auch dazu, dass sich die Ziegelfugen und Risse weiter vergrößern. Mit der Zunahme der Ziegelfugen und -risse werden die Ziegel bei jedem Kontraktions- und Expansionsprozess durch Temperaturschwankungen einer übermäßigen Belastung ausgesetzt, was zu blockartigem Abblättern der feuerfesten Ziegeloberfläche führt.
3. Physische Auswirkungen
Sobald während des Produktionsprozesses des Ausmelt-Ofens Koks herunterfällt, fallen die Koksblöcke frei auf den Böschungsabschnitt des Ausmelt-Ofens, was eine enorme physikalische Aufprallkraft auf die feuerfesten Schamottsteine im Böschungsabschnitt des Ausmelt-Ofens erzeugt und das Innere ernsthaft beeinträchtigt Die Bindungskraft der Steine nimmt zu, was zu Rissen in den feuerfesten Steinen führt. Nach Thermoschock, Schlackenerosion und Rauchgasreinigung führen die Risse schließlich dazu, dass sich die feuerfesten Schamottsteine ablösen.
Ablation von Hochtemperaturschmelze
Aufgrund der Rührwirkung der Spritzpistole ist das Schmelzbad des Ausmelt-Ofens ein heftig „kochendes“ dynamisches Schmelzbad. Der gesamte Ofen ist ein ungleichmäßiges und instabiles Temperaturfeld, das zu lokal hohen Temperaturen neigt, was zu einer Erweichung der Oberflächenstruktur und Festigkeit der feuerfesten Schamottesteine, einer verminderten Gewebebindungsleistung, einem direkten Abbrennen eines Teils der Bindungsphase und einer verringerten Belastung führt Erweichungstemperatur der feuerfesten Steine, was zu einem langsamen Verlust der feuerfesten Steine führt. Die Ablation der Hochtemperaturlösung erfolgt hauptsächlich im Schmelzbadbereich und im Bereich unterhalb der Schlackengrenze. Aus der Beobachtung und Messung der Restziegeldaten aus sieben Ofenperioden geht hervor, dass der Brennprozess von feuerfesten Ziegeln durch Hochtemperaturlösung ein sehr langsamer Prozess ist, hauptsächlich aufgrund des Hochtemperaturlösungsbereichs und des Bereichs unterhalb der Schlackengrenze kann durch die Wirkung der Wasserkühlung grundsätzlich durch Schlacke geschützt werden.
Mechanische Auswaschung und chemische Erosion von Hochtemperatur-Rauchgas
Der Schmelzprozess des Kupferschmelzens im Ausmelt-Ofen selbst ist ein Schlackeherstellungs- und Entschwefelungsprozess, bei dem eine große Menge hochkorrosiver schwefelhaltiger Hochtemperaturrauchgase entstehen. Das schwefelhaltige Hochtemperatur-Rauchgas wird durch den Schwefelsäure-Hochtemperaturventilator abgesaugt, um einen Hochtemperatur-Luftstrom zu bilden, der kontinuierlich die Oberfläche von feuerfesten Steinen, insbesondere die Oberfläche von feuerfesten Steinen im Hangabschnitt des Ausmelt-Ofens, reinigt , was zum Verbrennen von feuerfesten Steinen führt. Da es sich bei der Ausmelt-Ofenverhüttung um eine sauerstoffreiche Verhüttung handelt, enthält das Rauchgas gleichzeitig etwa 6,5 % Sauerstoff. Während des Diffusionsprozesses wird ein Teil des SO2 durch das Hochtemperaturgas zu SO3 oxidiert, das bei Temperaturen unter 1050 Grad mit den Alkalioxiden in den feuerfesten Schamottesteinen reagiert und Erdalkalisulfate (MgSO4, CaSO4) bildet. Die Bildung von Erdalkalisulfaten in Ziegeln geht häufig mit einer Volumenvergrößerung und Porenfüllung einher. Durch diese Erosion erhöht sich die Gefahr der Rissbildung der Ziegel, die Verbindungsfestigkeit der Ziegel wird geschwächt und die Erosion der Ziegel durch Schlacke wird weiter gefördert, was schließlich zum Verbrennen und sogar zum Abplatzen der feuerfesten Schamottsteine führt.
