תהליך ההיתוך של Ausmelt נמצא בשימוש נרחב ברחבי העולם בשל יכולת הסתגלותו החזקה של חומרי הגלם, הפעולה הפשוטה, יעילות הייצור הגבוהה ומתקנים מלאים להגנת הסביבה, אך יש לו גם חסרונות כגון חיי תנור קצרים; הארכת החיים של תנורי Ausmelt מתבצעת בעיקר סביב הארכת החיים שללבנים עקשן. ממנגנון אובדן לבנים עקשן, אנו יכולים לגלות את הגורמים המשפיעים על אורך החיים של לבנים עקשן בתנורי Ausmelt. ישנם שלושה היבטים עיקריים, כלומר: פתיתים נושרים; אבלציה של נמס בטמפרטורה גבוהה; ניקוי מכני ושחיקה כימית של גז פליטה בטמפרטורה גבוהה.
פתיתים נושרים
בייצור שבעת התנורים של תנורי Ausmelt, נפילת פתיתי לבנים עקשן הם הגורם החשוב ביותר לאובדן לבנים עקשן. ישנם מספר גורמים עיקריים המובילים לפתיתי לבנים עקשן, כלומר תנודות טמפרטורה; שחיקת סיגים והשפעה פיזית.
1. תנודות טמפרטורה
התכת נחושת בכבשן Ausmelt משתמשת במערכת חגורה להוספת תרכיז נחושת, ואוויר עשיר בחמצן נישף לתוכו באמצעות אקדח ריסוס. לאחר ערבוב בבריכה המותכת בתנור Ausmelt, מתרחשת תגובת חיזור אלימה. הטמפרטורה של בריכת התכת הנחושת של הכבשן האוסטרלי נשמרת על 1160 מעלות -1200 מעלות, שהיא נמוכה משמעותית מהעמידות (גדולה או שווה ל-1580 מעלות) וטמפרטורת ריכוך העומס (גדולה או שווה ל-1450 תואר ) של חומרים עקשנים רגילים. לכן, בטמפרטורה זו, לבנים חסיני אש חדשות שעדיין לא התקלקלו לא ייצרכו. עם זאת, בתנאי פעולה לא סדירים או אפילו לסירוגין, כמו תהליך הפתיחה והעצירה של התנור האוסטרלי, הטמפרטורה בכבשן עולה ויורדת בחדות, ושינוי טמפרטורה זה יגרום לשיפוע טמפרטורה בתוך הלבנה, ולהתכווצות והתרחבות. תהליך של לבני אש עקשן ייחסם כדי לייצר מתח תרמי. כאשר הלחץ התרמי עולה על ההתנגדות להלם תרמי של הלבנים העקשניות, לבני האש העמידות יסדקו, ישברו ויפחיתו את החוזק המכני, ולבסוף יתקלפו.
יחד עם זאת, קצבי החימום והקירור השונים של כל שכבת לבנים במהלך תהליך החימום או הקירור של התנור והלחצים התרמיים השונים הנוצרים בתהליך העקירה התרמית יגרמו לתזוזה יחסית בין לבנים. תזוזה יחסית זו גורמת לכוח גזירה חיכוך על משטח העקירה בין לבנים. במקרים חמורים, זה יקרע ישירות את האזור המקומי של לבנים עקשן, ויגרום לסדקים בלבנים עקשן. סדקים אלה מתפשטים בעקירה היחסית הנגרמת על ידי כל תנודת טמפרטורה שלאחר מכן, והובילו בסופו של דבר לקילוף לבנים עקשן. בשלב המוקדם של פתיחת התנור האוסטרלי, עקב תנאי התהליך הבוסריים, חוסר היכרות עם הפעולה המעשית של התהליך לשיפור חיי תנור ההיתוך של Ausmelt, ותקלות בציוד, טמפרטורת התנור ותנאי התנור השתנו לעתים קרובות, לבנים נפלו כבה בכבשן, ולבני האש העקשניות ניזוקו קשות.
2. שחיקת סלג
בהתכת מט, גנג המטען כולל בעיקר קוורץ (SiO2) ואבן גיר (CaCO3), המגיבים עם FeO המופק על ידי חמצון של תרכיז נחושת ויוצרים סיגים אלקליים מורכבים המכיל סיליקט ברזל (2FeO·SiO2: fayalite), בעל כושר קורוזיביות חזק. ויכולת שחיקה. בתהליך של בנייה לבנים עקשן, יש בהכרח חיבורי לבנים רדיאליים והיקפיים. חיבורי לבנים וסדקים אלו בלבנים עקשניות הנגרמים כתוצאה מתנודות טמפרטורה מספקים תעלות לחדירה ושחיקה של סיגים אלקליים בטמפרטורה גבוהה, ושחיקת סיגים זו בעצמה גורמת גם להמשך הגדלת חיבורי הלבנים והסדקים. ככל שחיבורי הלבנים והסדקים גדלים, הלבנים נתונות ללחץ מוגזם במהלך כל תהליך התכווצות והתרחבות הנגרמת על ידי תנודות טמפרטורה, וכתוצאה מכך לקילוף גוש של משטח הלבנים העמיד.
3. השפעה פיזית
ברגע שנפל קולה במהלך תהליך הייצור של תנור Ausmelt, גושי הקוקס נופלים בחופשיות על קטע המדרון של תנור Ausmelt, מה שמייצר כוח פגיעה פיזי עצום על לבני האש העמידות בקטע המדרון של תנור Ausmelt, מה שמשפיע באופן חמור על המבנה הפנימי כוח מליטה של הלבנים, גורם ללבנים עקשן להיסדק. לאחר הלם תרמי, שחיקת סיגים וניקוי גזי פליטה, הסדקים גורמים בסופו של דבר לקילוף לבני האש העמידות.
אבלציה של התכה בטמפרטורה גבוהה
בשל פעולת הבחישה של אקדח הריסוס, הבריכה המותכת של תנור Ausmelt היא בריכה מותכת דינמית אלימה "רותחת". התנור כולו הוא שדה טמפרטורה לא אחיד ולא יציב, הנוטה לטמפרטורה גבוהה מקומית, וכתוצאה מכך ריכוך מבנה פני השטח וחוזק של לבני האש, ירידה בביצועי הדבקת רקמות, שריפה ישירה של חלק משלב ההדבקה והפחתת העומס. טמפרטורת ריכוך של לבנים עקשן, וכתוצאה מכך אובדן איטי של לבנים עקשן. אבלציה של תמיסה בטמפרטורה גבוהה מתרחשת בעיקר באזור הבריכה המותכת ובאזור שמתחת לקו הסיגים. מהתבוננות ומדידה של נתוני לבנים שיוריות משבע תקופות כבשנים, נמצא שתהליך שריפת לבנים חסיני אש בתמיסה בטמפרטורה גבוהה הוא תהליך איטי מאוד, בעיקר בגלל ששטח התמיסה בטמפרטורה גבוהה והשטח שמתחת לקו הסיגים יכול בעצם להיות מוגן על ידי סיגים בשל השפעת קירור המים.
ניקוי מכני ושחיקה כימית של גז פליטה בטמפרטורה גבוהה
תהליך ההיתוך של התכת נחושת בכבשן Ausmelt עצמו הוא תהליך ייצור והסרת גופרית, אשר יפיק כמות גדולה של גז פליטה המכיל גופרית בטמפרטורה גבוהה, מאכל מאוד. גז הפליטה המכיל גופרית בטמפרטורה גבוהה מופק על ידי מאוורר חומצה גופרתית בטמפרטורה גבוהה ליצירת זרימת אוויר בטמפרטורה גבוהה, אשר סורקת ללא הרף את פני השטח של לבנים עקשן, במיוחד את פני השטח של לבנים עקשן בקטע המדרון של תנור Ausmelt , וכתוצאה מכך שריפת לבנים חסיני אש. יחד עם זאת, מאחר שהתכת תנור Ausmelt היא התכה עשירה בחמצן, גז הפליטה מכיל כ-6.5% חמצן. במהלך תהליך הדיפוזיה, חלק מה-SO2 מתחמצן לייצור SO3 על-ידי הגז בטמפרטורה גבוהה, המגיב עם התחמוצות האלקליות בלבני האש העמידות בטמפרטורות מתחת ל-1050 מעלות ליצירת סולפטים מתכת אדמה אלקליין (MgSO4, CaSO4). היווצרות של סולפטים מתכת אדמה אלקליין בלבנים מלווה לעתים קרובות בגידול בנפח ומילוי של נקבוביות. כתוצאה משחיקה זו, גדל הסיכון לסדיקה של לבנים, נחלש חוזק ההדבקה של לבנים, ושחיקת לבנים על ידי סיגים מקודמת עוד יותר, מה שמוביל בסופו של דבר לשריפה ואף להתקלפות של לבני אש עמידות.
