Kaušelio šlako linija yra dalis, kurioje išlydytas plienas tiesiogiai liečiasi su oru. Šiuo metumagnezijos anglies plytosdažniausiai naudojami kaušų šlako linijos statybai. Dėl temperatūrų skirtumo ir deguonies turtingos aplinkos šios dalies erozijos greitis yra žymiai greitesnis nei kitų dalių. Be to, išlydyto plieno išvirtimas ir šlako išmetimas eksploatacijos metu daro didelę žalą šlako linijai. Todėl kaušų šlako linija yra viena iš dalių, kurios priežiūros dažnis yra didžiausias.
Kaušų šlako linijos tarnavimo laiką daugiausia veikia ir riboja trys aspektai: išorinė aplinka, ugniai atspari kokybė ir mūro būdas.
1. Išorinė aplinka
Kaušas yra išlydyto plieno priėmimo ir pylimo operacijų atlikimo įrenginys. Išlydyto plieno temperatūra dažnai būna apie 1500 laipsnių. Kai kaušų šlako linija susiliečia su šios temperatūros oru, įvyks stipri oksidacijos reakcija. Be to, išlydyto plieno ir oro kontaktinio paviršiaus temperatūrų skirtumas taip pat labai stipriai veikia kaušelio šlako liniją. Didelis temperatūrų skirtumas smarkiai patikrins kaušelio šlako linijos šiluminį stabilumą[20]. Atliekant dažnas priėmimo ir išmetimo operacijas, ugniai atsparios medžiagos sukels tam tikrą įtrūkimų laipsnį. Todėl išorinėje aplinkoje oksidacija aukštoje temperatūroje turi didelę įtaką šlako linijos erozijai. Tuo pačiu metu didžiulis temperatūros pokytis kelia aukštus reikalavimus ugniai atsparių medžiagų šiluminiam stabilumui. Dėl lydymosi nuostolių ir ugniai atsparių medžiagų žlugimo sąveikos kaušo šlako linija lengvai pažeidžiama, o tada prasiskverbia plienas.
LF rafinavimo šlakas lengvai sukelia magnezijos anglies plytų oksidaciją ir dekarbonizaciją. LF šlakas turi santykinai mažą klampumą aukštoje temperatūroje, turi stiprų pralaidumą dekarbonizacijos sluoksnyje ir gerai tirpsta magnio okside. Tuo pačiu metu šlakas lengvai prasiskverbia į periklazės grūdelių ribą, kad išsiskirtų magnezijos smėlio dalelės, kaip parodyta 2 paveiksle (SA yra šlakas paveiksle; TA yra trijų dalių susikirtimas). Todėl LF šlako linijos magnezito anglies plytų tarnavimo laikas yra palyginti mažas. Shen ir kt. sistemingai ištyrė kaušinių magnio anglies plytų pažeidimo mechanizmą LF rafinavimo procese, o tai rodo, kad mažesni MgO grūdų agregatai lengvai ardomi aukštos temperatūros šlako. Po erozijos šlakas ir toliau prasiskverbs į MgO agregato vidų palei periklazės grūdelių ribą, galiausiai sukeldamas periklazės agregato skilimą.
2. Ugniai atspari kokybė
Currently, magnesite carbon bricks are mainly used for ladle slag lines. Both traditional magnesia carbon bricks and low-carbon magnesite carbon bricks, which are currently widely used, mainly use flake graphite as their carbon source. Flake graphite is generally selected from -197, -196, etc., that is, the particle size is greater than 100 mesh and the purity is higher than 97% or 96% (mass fraction). The binder is a thermosetting phenolic resin. During the carbonization reaction, the self-chain segments undergo cross-linking reactions to form a network structure that can form a mechanical interlocking force between magnesia sand particles and graphite. Graphite is the main raw material for the production of magnesia carbon refractory bricks, mainly due to its excellent physical properties: ① non-wetting of slag, ② high thermal conductivity, and ③ low thermal expansion. In addition, graphite does not melt with refractory materials, and graphite has high refractoriness. It is precisely because of this characteristic that mag-c bricks are selected for slag lines with harsh operating environments [24]. For low carbon magnesia carbon bricks (mass fraction of carbon ≤8%) or ultra-low carbon magnesite carbon bricks (mass fraction of carbon ≤3%), it is difficult to form a continuous network structure due to the low carbon content, so the organizational structure design of low carbon magnesia-carbon bricks is relatively complex. On the contrary, the organizational structure design of high carbon mag-carbon bricks (mass fraction of carbon>10%) yra gana paprasta.
Dėl magnezito anglies plytų jautrumo drėgmei ir formulės pasirinkimo įtakos magnezijos ir anglies plytų veikimas tam tikru mastu turės įtakos. Magnezinėms anglies plytoms sudrėkus, konstrukcija atsilaisvina, o vanduo išteka aukštoje temperatūroje, sudarydamas daugybę tuščių kanalų, o tai turės neigiamos įtakos šių plytų šiluminiam stabilumui ir atsparumui korozijai, o gebėjimas susidoroti su išlydytu plienu. taip pat labai susilpninti. MgO-C yra labai jautrus termomechaniniam dilimui, nes MgO šiluminio plėtimosi koeficientas yra labai grįžtamas. Magnezijos anglies plytų rišiklis taip pat yra svarbus veiksnys, turintis įtakos magnezijos anglies plytų kokybei. Per daug arba per mažai rišiklio turės įtakos magnezijos anglies plytų veikimui. Jei bus per mažai rišiklio, magnezijos anglies plytų milteliai bus laisvai surišti ir lengvai nuplaunami bei nulupami; Per daug rišiklio pablogės magnezijos anglies plytų atsparumas šiluminiam smūgiui ir atsparumas ugniai, o į išlydytą plieną bus pridėta per daug kenksmingų elementų.
Kai kaušas gaus išlydytą plieną iš keitiklio, jį lydės didelis šlako kiekis. Šlake esanti žema lydymosi temperatūra 2CaO·SiO2 ištirpsta į MgO grūdelių ribą ir chemiškai reaguoja su MgO sluoksnio priemaišų elementais, kurie atlieka pagrindinį vaidmenį tirpinant magnezijos ugniai atsparias medžiagas. Konverterio šlako požiūriu, magnezijos anglies ugniai atsparių plytų eksploatacinių savybių gerinimo tyrimai daugiausia skirti magnezijos smėliui, antioksidantams ir mikrostruktūrai.
Be to, magnezijos anglies plytų papildymas antioksidantais taip pat turi įtakos jų kokybei. Siekiant pagerinti magnezijos-anglies plytų atsparumą oksidacijai, dažnai pridedamas nedidelis kiekis priedų. Įprasti priedai yra Si, Al, Mg, Al-S, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si-Mg-Ca, SiC, B4C, BN ir Al-BC bei Al-SiC-C serijos priedai. Priedų vaidmuo daugiausia turi du aspektus: viena vertus, termodinaminiu požiūriu, darbinėje temperatūroje priedai arba priedai reaguoja su anglimi ir susidaro kitos medžiagos. Jų afinitetas su deguonimi yra didesnis nei anglies su deguonimi, ir jie yra oksiduojami prieš anglį, taip apsaugant anglį. Kita vertus, kinetikos požiūriu junginiai, susidarantys reaguojant priedams su O2, CO arba anglimi, keičia anglies kompozicinių ugniai atsparių medžiagų mikrostruktūrą, pvz., didina tankį, blokuoja poras, trukdo deguonies ir reakcijos produktai [28]. Šiuo metu Al milteliai daugiausia naudojami magnezijos anglies plytose, kad būtų išvengta anglies oksidacijos. Nors Al turi stiprų antioksidacinį gebėjimą, aukštoje temperatūroje Al reaguoja su C ir N2, sudarydamas Al anglies ir azoto junginius. Al karbidą lengva hidratuoti procese nuo aukštos temperatūros iki žemos temperatūros, todėl magnezijos anglies plytų viduje susidaro tuštumos, dėl kurių konstrukcija atsipalaiduoja ir įtrūksta.
3. Mūro būdas
Magnio anglies plytos kaušų šlako linijoje paprastai naudojamas sausas mūras (tiesiogiai sukraunamas plytas be klijavimo nuo ugnies purvo) ir šlapias mūras (naudojamas ugniai atsparus purvas kartu su ugniai atspariomis plytomis). Sauso mūro pranašumas yra tas, kad jis sumažina ugnies purvo poveikį. Esant aukštai temperatūrai, dėl skirtingų mag-c plytų ir ugnies purvo medžiagų šiluminio plėtimosi greitis skiriasi dėl temperatūros, todėl kontaktiniame paviršiuje nesunku susidaryti tarpus. Šio metodo trūkumas yra tas, kad negalima garantuoti, kad plytos bus 100% artimos. Tuo pačiu metu, kai magnezinės anglies plytos plečiasi dėl karščio, tarp plytų nelieka vietos buferiui, dėl kurio plytos susispaudžia ir lūžta; arba dėl plytų išsiplėtimo visas šlako linijos žiedas pakeliamas kaip visuma ir dėl didžiulės ekstruzijos jėgos krašto plokštė deformuojasi, o ugniai atspari medžiaga praranda apsaugą, nuplaunama ir nulupama, o tai sukelia didesnį grėsmė šlako linijos kokybei.
Šlapio mūro metodas yra panašus į mūro metodą pastatuose, tačiau jis yra griežtesnis pagal reikalavimus. Šio metodo pranašumas yra tas, kad jis gali puikiai išvengti tarpų, galinčių atsirasti sausoje mūro dalyje. Tuo pačiu metu ugnies purvas yra silpnas esant aukštai temperatūrai. Kai magnezijos anglies plytos plečiasi dėl karščio, jos gali tekėti prisitaikyti prie tarpų tarp plytų pokyčių, išsklaidydamos ekstruzijos jėgą tarp plytų ir taip išvengdamos tarpų susidarymo. Šio metodo trūkumas yra tas, kad naudojant priešgaisrinį purvą šlako linijos struktūra tampa nestabili ir padidėja mūro sunkumas. Jei ugnies purvas nelygus, tarp plytų vis tiek liks tarpų.
