Mit der Reife der Technologie zur Herstellung von Magnesia-Kohlenstoffsteinen erweitert sich der Anwendungsbereich vonMagnesia-Kohlenstoffsteinewird immer breiter. Magnesit-Kohlenstoffsteine werden als Auskleidung von Elektrolichtbogenöfen verwendet und die Lebensdauer der Auskleidung wird erheblich verbessert. Obwohl Magnesia-Kohlenstoff-Schamottesteine in metallurgischen Prozessen weit verbreitet sind, ist ihre Lebensdauer aufgrund der rauen Arbeitsbedingungen immer noch sehr problematisch, insbesondere in der Schlackenlinie der Pfanne, wo die Beschädigung von Magnesium-Kohlenstoffsteinen besonders schwerwiegend ist.
In der Pfanne ist die chemische Zusammensetzung der Schlacke komplex und veränderlich, und die Temperatur ändert sich heftig und häufig, insbesondere in der Schlackenlinie der Pfanne. Daher werden in der Schlackenlinie häufig MgO-C-Steine mit hervorragender Leistung verwendet. Der Korrosionsmechanismus von feuerfesten Magnesia-Kohlenstoff-Steinen in Schlacke in Pfannen wurde im In- und Ausland eingehend untersucht, und die detaillierte Zusammenfassung lautet wie folgt.
TEIL.01 Schlackenerosion von Magnesia-Kohlenstoffsteinen
In der Pfanne kann aufgrund der komplexen physikalischen und chemischen Umgebung der Schlackenlinie die Auskleidung dieses Teils am leichtesten beschädigt werden. Die chemische Erosion von Schlacke auf MgO-C-Steinen erfolgt hauptsächlich durch die Auflösung von MgO und die Oxidation von Kohlenstoff in der Matrix von MgO-C-Steinen. Unter der gemeinsamen Wirkung der folgenden Faktoren werden MgO-C-Steine beschädigt:
1. Der Einfluss der Basizität: Je niedriger die Basizität der Schlacke, desto günstiger ist die Erosion von MgO-C-Steinen. Wenn die Basizität der Schlacke zunimmt, nimmt die Aktivität von SiO2 in der Schlacke ab, was die Oxidation von Kohlenstoff verringern kann. Gleichzeitig nimmt mit zunehmender Basizität die Aktivität von FeO in der Schlacke ab, was die Erosion der Schlacke auf MgO-C-Steinen relativ verlangsamt;
2. Der Einfluss von MgO: Osbom et al. fanden heraus, dass der MgO-Gehalt in der Schlackenschicht bei der Analyse der Zusammensetzung der LF-Schlackenlinie bis zu 30 % betrug. Sie glaubten, dass die Erosion von MgO-C-Steinen umso langsamer sei, je höher der MgO-Gehalt in der Schlacke sei. Je höher die Basizität, desto langsamer erfolgt die Erosion von MgO-C-Steinen durch Schlacke.
3. Wirkung von Al2O3: Al2O3 in der Schlacke verringert den Schmelzpunkt und die Viskosität der Schlacke, erhöht die Benetzbarkeit von Schlacke und feuerfesten Materialien, erleichtert das Eindringen der Schlacke von der Magnesia-Korngrenze und trennt Periklas von der Magnesia-Kohlenstoffsteinmatrix.
4. Wirkung von FeO: Erstens kann FeO in der Schlacke bei hoher Temperatur leicht mit Graphit in Magnesia-Kohlenstoffsteinen reagieren und strahlend weiße Eisenperlen erzeugen, die eine entkohlte Schicht bilden. Zweitens reagiert Periklas in Magnesia-Kohlenstoffsteinen auch mit FeO in der Schlacke und bildet Produkte mit niedrigem Schmelzpunkt.
Während des wiederholten Erhitzens und Abkühlens der Pfanne wird aufgrund der inkonsistenten Wärmeausdehnungsrate zwischen dem gebildeten Magnesia-Eisen-Verbundprodukt mit niedrigem Schmelzpunkt und Magnesia-Eisenerz das Magnesiumoxid auf der Oberfläche des feuerfesten Materials gebrochen, was zu … führt Auflösung des Ziegelsteins. Ausländische Wissenschaftler glauben auch, dass die Erhöhung des Eisengehalts in der Stahlschlacke sich nicht positiv auf die Lebensdauer von Magnesium-Kohlenstoff-Steinen auswirkt. Erstens beschleunigt Eisen FeO die Oxidation von Kohlenstoff auf der Oberfläche von Magnesit-Kohlenstoffsteinen. Zweitens reagiert FeO mit MgO, wodurch die Arbeitsflächenstruktur der feuerfesten Magnesia-Kohlenstoff-Steine locker wird. Durch die kombinierte Wirkung dieser beiden Punkte wird die Erosion von Magnesia-Kohlenstoff-Schamottsteinen beschleunigt.
TEIL.02 Oxidation von Kohlenstoff in MgO-Kohlenstoffsteinen
Wenn Magnesia-Kohlenstoffsteine mit Schlacke in Kontakt kommen, reagiert Kohlenstoff mit Oxiden wie FeO in der Schlacke, um zu entkohlen, und bildet unter bestimmten Bedingungen eine entkohlte Schicht, wodurch die Arbeitsoberflächenstruktur von Magnesium-Kohlenstoffsteinen locker wird, was der Hauptgrund dafür ist der Schaden von MgO-Kohlenstoffsteinen. Kohlenstoff reagiert mit Oxiden wie CO2, O2 und SiO2 und wird kontinuierlich durch Eisenoxide in der Schlacke oxidiert; Zweitens erzeugt die lockere Struktur, die durch die entkohlte Schicht gebildet wird, unter der Wirkung der Wärmeausdehnung und des Auswaschens der Schlacke größere Risse und Poren, wodurch Schlacke leichter eindringen und mit MgO eine Phase mit niedrigem Schmelzpunkt bilden kann. Gleichzeitig verändert sich die Oberflächenstruktur von MgO-Kohlenstoffsteinen unter der Einwirkung heftiger mechanischer Rührung des Schmelzbades und heftiger Auswaschung der Stahlschlacke und wird schließlich allmählich von außen nach innen beschädigt, was zu schweren Schäden an Magnesit-Kohlenstoffsteinen führt. Sobald die Temperatur einen bestimmten Wert überschreitet, wird die Struktur des Ziegelkörpers beschädigt und korrodiert schnell, da MgO und Graphit bei hoher Temperatur beginnen, sich selbst zu verbrauchen.
TEIL.03 Einfluss von Poren
Aufgrund des Vorhandenseins von Mikroporen im Inneren und auf der Oberfläche von Magnesia-Kohlenstoff-Steinen ist es wahrscheinlicher, dass es bei feuerfesten MGO-C-Steinen zu Erosion kommt. Bei der Verwendung von MgO-C-Schamottsteinen spielen Poren eine beschleunigende Rolle bei der Bildung der Entkohlungsschicht, wodurch die Schlacke das feuerfeste Material von Magnesia-Kohlenstoffsteinen stärker angreift. Wenn die Außenluft zum Kühlen in die Poren der MgO-C-Steine eindringt, reagiert der Sauerstoff in der Luft mit dem umgebenden Kohlenstoff, um CO-Gas zu erzeugen, das durch die Mikroporen abgeleitet wird. Das kontinuierliche Auftreten der beiden Prozesse erhöht allmählich die Porosität und Porengröße. Der wichtigste Faktor bei der Porenbildung ist die Auswahl der Bindemittel in Magnesia-Kohlenstoff-Schamottsteinen. Als Bindemittel wird in der Regel Phenolharz verwendet. Wenn dem Magnesia-Kohlenstoffstein eine kleine Menge Phenolharz zugesetzt wird, ist die Porosität im kalten Zustand nicht zu hoch, etwa 3 %, aber das Phenolharz zersetzt sich und erzeugt Wasser, Wasserstoff, Methan, Kohlenmonoxid (Kohlendioxid). ) und andere Gase nach dem Erhitzen und bilden unter der Strömung dieser Gase Poren, wodurch die Porosität erhöht wird. Daher werden die Magnesium-Kohlenstoffsteine durch die Schlacke, die durch die Poren gelangt, korrodiert, wodurch die Oxidation von Kohlenstoff und die Auflösung von MgO intensiver werden und dadurch die Magnesit-Kohlenstoffsteine beschädigt werden. Aufgrund der sich wiederholenden Natur des Gaserzeugungsprozesses nehmen die Schäden an Magnesia-Kohlenstoff-Schamottesteinen immer weiter zu.
Der Schadensprozess von Magnesia-Kohlenstoffsteinen kann wie folgt zusammengefasst werden: Oxidation, Entkohlung, Lockerung, Erosion, Auswaschen, Ablösen und Beschädigung. Zunächst wird der Graphit auf der Arbeitsfläche des Magnesia-Kohlenstoffsteins oxidiert, um eine entkohlte Schicht zu bilden. Das Magnesia in der entkohlten Schicht wird unter den Bedingungen thermischer Belastung (die Wärmeausdehnungsraten von Graphit und Magnesia bei 1000 Grad betragen 1,4 % bzw. 0,2 %), chemischer Erosion und mechanischer Belastung allmählich erodiert und abgelöst Scheuern. Nach dem Ablösen wird der Graphit freigelegt und weiter oxidiert, um eine entkohlte Schicht zu bilden. Anschließend findet der Magnesia-Auflösungsprozess statt. Bei wiederholter Einwirkung wird der Magnesia-Kohlenstoffstein beschädigt.
