El procés de fosa d'Ausmelt s'utilitza àmpliament a tot el món per la seva forta adaptabilitat de les matèries primeres, el seu funcionament senzill, l'alta eficiència de producció i les instal·lacions completes de protecció del medi ambient, però també té deficiències com la curta vida útil del forn; allargar la vida útil dels forns Ausmelt es realitza principalment al voltant de l'allargament de la vida útil demaons refractaris. A partir del mecanisme de pèrdua de maons refractaris, podem esbrinar els factors que afecten la vida dels maons refractaris als forns Ausmelt. Hi ha tres aspectes principals, a saber: caiguda de flocs; ablació de la massa fosa a alta temperatura; fregat mecànic i erosió química dels gasos de combustió a alta temperatura.
Escaiguen flocs
En la producció dels set forns dels forns Ausmelt, la caiguda de flocs de maó refractari és el factor més important en la pèrdua de maó refractari. Hi ha diversos factors principals que condueixen a escates de maó refractari, és a dir, les fluctuacions de temperatura; erosió de l'escòria i impacte físic.
1. Oscil·lacions de temperatura
La fosa de coure del forn Ausmelt utilitza un sistema de cinturó per afegir concentrat de coure i s'infla aire ric en oxigen a través d'una pistola de polvorització. Després de barrejar-se a la piscina fosa del forn Ausmelt, es produeix una reacció redox violenta. La temperatura de la piscina de fosa de coure del forn australià es manté a 1160 graus -1200 graus, que és significativament inferior a la refractarietat (més o igual a 1580 graus) i a la temperatura de suavització de càrrega (superior o igual a 1450 graus). grau ) de materials refractaris ordinaris. Per tant, a aquesta temperatura, no es consumiran nous maons refractaris que encara no s'hagin deteriorat. Tanmateix, en condicions de funcionament irregulars o fins i tot intermitents, com ara el procés d'obertura i aturada del forn australià, la temperatura del forn augmenta i baixa bruscament, i aquest canvi de temperatura provocarà un gradient de temperatura dins del maó i la contracció i l'expansió. El procés dels maons refractaris es bloquejarà per produir estrès tèrmic. Quan l'estrès tèrmic supera la resistència al xoc tèrmic dels maons refractaris, els maons refractaris es trencaran, es trencaran i reduiran la resistència mecànica i, finalment, s'escamparan.
Al mateix temps, les diferents velocitats d'escalfament i refrigeració de cada capa de maons durant el procés d'escalfament o refrigeració del forn i les diferents tensions tèrmiques generades durant el procés de desplaçament tèrmic provocaran un desplaçament relatiu entre els maons. Aquest desplaçament relatiu provoca una força de tall de fricció a la superfície de desplaçament entre els maons. En casos greus, trencarà directament l'àrea local dels maons refractaris, provocant esquerdes als maons refractaris. Aquestes esquerdes es van estendre en el desplaçament relatiu causat per cada fluctuació de temperatura posterior, i finalment va provocar la peladura del maó refractari. A les primeres fases de l'obertura del forn australià, a causa de les condicions del procés immadur, el desconeixement amb el funcionament pràctic del procés per millorar la vida útil del forn de fosa Ausmelt i les fallades de l'equip, la temperatura del forn i les condicions del forn fluctuaven amb freqüència, els maons van caure. apagat al forn i els maons refractaris van quedar seriosament danyats.
2. Erosió d'escòries
En la fosa mate, la ganga de càrrega inclou principalment quars (SiO2) i pedra calcària (CaCO3), que reaccionen amb FeO produït per oxidació del concentrat de coure per formar una escòria alcalina complexa que conté silicat de ferro (2FeO·SiO2: fayalita), que té una forta corrosivitat. i capacitat d'erosió. En el procés de maçoneria de maó refractari, inevitablement hi ha juntes radials i circumferencials de maó. Aquestes juntes i esquerdes en maons refractaris causades per fluctuacions de temperatura proporcionen canals per a la infiltració i l'erosió de l'escòria alcalina d'alta temperatura, i aquesta erosió de l'escòria també fa que les juntes i les esquerdes del maó continuïn augmentant. A mesura que augmenten les juntes i les esquerdes dels maons, els maons estan sotmesos a un esforç excessiu durant cada procés de contracció i expansió causat per les fluctuacions de temperatura, donant lloc a una peladura de blocs de la superfície del maó refractari.
3. Impacte físic
Una vegada que el coc cau durant el procés de producció del forn Ausmelt, els blocs de coc cauen lliurement a la secció de pendent del forn Ausmelt, la qual cosa produeix una gran força d'impacte físic sobre els maons refractaris a la secció de pendent del forn Ausmelt, afectant greument l'interior. força d'unió dels maons, fent que els maons refractaris s'esquerdin. Després del xoc tèrmic, l'erosió de l'escòria i el fregat de gasos de combustió, les esquerdes acaben provocant que els maons refractaris es desprenguin.
Ablació de la massa fosa a alta temperatura
A causa de l'acció d'agitació de la pistola de polvorització, la piscina fosa del forn Ausmelt és una piscina fosa dinàmica "en ebullició" violenta. Tot el forn és un camp de temperatura desigual i inestable, que és propens a les altes temperatures locals, donant lloc a un suavització de l'estructura superficial i la resistència dels maons refractaris, una disminució del rendiment d'unió de teixits, una crema directa de part de la fase d'unió i una càrrega reduïda. temperatura de suavització dels maons refractaris, donant lloc a una pèrdua lenta de maons refractaris. L'ablació de la solució d'alta temperatura es produeix principalment a la zona de la piscina fosa i la zona per sota de la línia d'escòria. A partir de l'observació i mesura de les dades de maó residual de set períodes de forn, es constata que el procés de crema de maons refractaris mitjançant una solució a alta temperatura és un procés molt lent, principalment perquè l'àrea de solució d'alta temperatura i l'àrea per sota de la línia d'escòria. bàsicament es pot protegir per l'escòria a causa de l'efecte del refredament per aigua.
Fregat mecànic i erosió química dels gasos de combustió a alta temperatura
El procés de fosa de coure en el propi forn Ausmelt és un procés d'elaboració i desulfuració d'escòries, que produirà una gran quantitat de gasos de combustió que conté sofre a alta temperatura i altament corrosius. El gas de combustió que conté sofre a alta temperatura s'extreu mitjançant el ventilador d'alta temperatura d'àcid sulfúric per formar un flux d'aire a alta temperatura, que frega contínuament la superfície dels maons refractaris, especialment la superfície dels maons refractaris a la secció de pendent del forn Ausmelt. , resultant en la crema de maons refractaris. Al mateix temps, com que la fosa del forn Ausmelt és una fosa rica en oxigen, el gas de combustió conté aproximadament un 6,5% d'oxigen. Durant el procés de difusió, una part del SO2 s'oxida per produir SO3 pel gas d'alta temperatura, que reacciona amb els òxids alcalins dels maons refractaris a temperatures inferiors a 1050 graus per formar sulfats de metalls alcalinotèrres (MgSO4, CaSO4). La formació de sulfats de metalls alcalinotèrres als maons sovint s'acompanya d'un augment de volum i de l'ompliment dels porus. Com a resultat d'aquesta erosió, augmenta el risc d'esquerdes dels maons, es debilita la força d'unió dels maons i s'afavoreix encara més l'erosió dels maons per escòries, que eventualment condueix a la crema i fins i tot l'escamació de maons refractaris.
