עם הבגרות של טכנולוגיית ייצור לבנים פחמן מגנזיה, היקף היישום שללבני פחמן מגנזיההולך ומתרחב. לבני פחמן מגנזיט משמשות כבטנה של תנורי קשת חשמליים, וחיי השירות של הבטנה משתפרים מאוד. למרות שלבני אש פחמן מגנזיה נמצאות בשימוש נרחב בתהליכים מתכתיים, חיי השירות שלהן עדיין בעייתיים מאוד בשל תנאי העבודה הקשים שלהן, במיוחד בקו הסיגים של המצקת, שם הנזק של לבני פחמן מגנזיום חמור במיוחד.
במצקת ההרכב הכימי של הסיגים מורכב וניתן לשינוי והטמפרטורה משתנה בעוצמה ובתדירות גבוהה, בעיקר בקו הסיגים של המצקת. לכן, לבני mgo-c עם ביצועים מעולים משמשים לעתים קרובות בקו הסיגים. מנגנון הקורוזיה של לבנים עקשנות מפחמן מגנזיה בסיגים במצקת נחקר לעומק בבית ומחוצה לו, והסיכום המפורט הוא כדלקמן.
PART.01 שחיקת סיגל של לבני פחמן מגנזיה
במצקת, בשל הסביבה הפיזית והכימית המורכבת של קו הסיגים, הרירית של חלק זה ניזוקה הכי קלה. השחיקה הכימית של סיגים על לבני MgO-C היא בעיקר באמצעות פירוק MgO וחמצון פחמן במטריקס של לבני MgO-C. תחת הפעולה המשולבת של הגורמים הבאים, לבני MgO-C נפגעות:
1. השפעת הבסיסיות: ככל שהבסיסיות של הסיגים נמוכה יותר, כך נוח יותר לשחוק לבני MgO-C. אם הבסיסיות של הסיגים עולה, פעילות SiO2 בסיג יורדת, מה שיכול להפחית את חמצון הפחמן. במקביל, עם עליית הבסיסיות, הפעילות של FeO בסיג יורדת, מה שמאט יחסית את שחיקת הסיגים על לבני MgO-C;
2. השפעת MgO: Osbom et al. מצא שתכולת MgO בשכבת הסיגים הייתה גבוהה עד 30% בעת ניתוח הרכב קו הסיגים LF. הם האמינו שככל שתכולת MgO בסיגים גבוהה יותר, השחיקה של לבני MgO-C איטית יותר. ככל שהבסיסיות גבוהה יותר, השחיקה של לבני MgO-C על ידי סיגים איטית יותר.
3. השפעת Al2O3: Al2O3 בסיג יקטין את נקודת ההיתוך והצמיגות של הסיגים, יגדיל את יכולת ההרטבה של סיגים וחומרים עקשנים, יקל על חדירת הסיגים מגבול גרגירי המגנזיה ויגרום לפריקלאז להיפרד ממטריצת לבני פחמן מגנזיה.
4. השפעת FeO: ראשית, FeO בסיג יכול להגיב בקלות עם גרפיט בלבני פחמן מגנזיה בטמפרטורה גבוהה, ולייצר חרוזי ברזל לבנים בהירים ליצירת שכבה מפורקת. שנית, פריקלאז בלבני פחמן מגנזיה יגיב גם עם FeO בסיגים ליצירת מוצרים בנקודת התכה נמוכה.
במהלך החימום והקירור החוזרים ונשנים של המצקת, עקב קצב ההתפשטות התרמית הבלתי עקבי בין התוצר המורכב של מגנזיה-ברזל שנוצר בנקודת התכה נמוכה לבין עפרת ברזל מגנזיה, תחמוצת המגנזיום על פני החומר העקשן נשברת, מה שמוביל ל- פירוק הלבנה. חוקרים זרים מאמינים גם שהעלייה בתכולת הברזל בסיג פלדה אינה טובה לחיים של לבני פחמן מגנזיום. ראשית, ברזל FeO מאיץ את החמצון של פחמן על פני השטח של לבני פחמן מגנזיט. שנית, FeO יגיב עם MgO כדי להפוך את מבנה משטח העבודה של לבנים עקשנות מפחמן מגנזיה לרופף. תחת הפעולה המשולבת של שתי הנקודות הללו, השחיקה של לבני אש מפחמן מגנזיה מואצת.
PART.02 חמצון של פחמן בלבני פחמן mgo
כאשר לבני פחמן מגנזיה באות במגע עם סיגים, פחמן יגיב עם תחמוצות כגון FeO בסיג כדי לשחרר פחמן, ויוצר שכבה מפורקת בתנאים מסוימים, מה שהופך את מבנה משטח העבודה של לבני פחמן מגנזיום לרופף, וזו הסיבה העיקרית הנזק של לבני פחמן mgo. פחמן מגיב עם תחמוצות כגון CO2, O2 ו- SiO2 והוא מתחמצן ברציפות על ידי תחמוצות ברזל בסיג; שנית, המבנה הרופף שנוצר על ידי השכבה המפורקת מייצר סדקים ונקבוביות גדולים יותר תחת פעולת התפשטות תרמית וקרצוף של סיגים, מה שמקל על סיגים לחדור וליצור שלב של נקודת התכה נמוכה עם MgO. במקביל, מבנה פני השטח של לבני פחמן mgo משתנה תחת פעולת ערבוב מכאני אלים של הבריכה המותכת וצחצוח אלים של סיגי פלדה, ובסופו של דבר פוגע בהדרגה מבחוץ לפנים, מה שגורם נזק חמור ללבני פחמן מגנזיט. לאחר שהטמפרטורה תעלה על ערך מסוים, מבנה גוף הלבנים ייפגע ויישרף במהירות, וזאת מכיוון ש-MgO וגרפיט מתחילים לצרוך את עצמם בטמפרטורה גבוהה.
PART.03 השפעת הנקבוביות
בשל נוכחותם של מיקרו-נקבים בפנים ועל פני השטח של לבני פחמן מגנזיה, יש סיכוי גבוה יותר להתרחש שחיקה של לבנים עקשניות של mgo c. במהלך השימוש בלבני אש mgo c, לנקבוביות יש תפקיד מואץ ביצירת שכבת הפחמן, מה שגורם לסיגים לשכל את החומר העקשן של לבני פחמן מגנזיה בצורה רצינית יותר. כאשר האוויר החיצוני נכנס לנקבוביות בלבני mgo c לקירור, החמצן באוויר מגיב עם הפחמן שמסביב ליצירת גז CO ונפלט דרך המיקרו-נקבים. ההתרחשות המתמשכת של שני התהליכים מגדילה בהדרגה את הנקבוביות ואת גודל הנקבוביות. הגורם החשוב ביותר ביצירת הנקבוביות הוא בחירת קלסרים בלבני אש מגנזיה פחמן. שרף פנולי משמש בדרך כלל כחומר קלסר. אם מוסיפים כמות קטנה של שרף פנולי ללבני פחמן מגנזיה, הנקבוביות לא תהיה גבוהה מדי במצב קר, כ-3%, אך השרף הפנולי יתפרק ויפיק מים, מימן, מתאן, פחמן חד חמצני (פחמן דו חמצני). ) וגזים אחרים לאחר חימום, ויוצרים נקבוביות מתחת לזרימת הגזים הללו, מה שמגדיל את הנקבוביות. לכן, לבני פחמן המגנזיום נאלמות על ידי הסיגים העוברים דרך הנקבוביות, מה שהופך את חמצון הפחמן והתמוססות MgO לאינטנסיביים יותר, ובכך פוגעים בלבני פחמן מגנזיט. בשל האופי החוזר על עצמו של תהליך ייצור הגז, הנזק של לבני פחמן מגנזיה ממשיך להתעצם.
ניתן לסכם את תהליך הנזק של לבני פחמן מגנזיה כ: חמצון, שחרור פחמן, התרופפות, שחיקה, קרצוף, נשירה ונזקים. ראשית, הגרפיט על משטח העבודה של לבני הפחמן מגנזיה מחומצן ליצירת שכבה מפורקת. המגנזיה בשכבה המפורקת נשחקת בהדרגה ונשלפת בתנאי לחץ תרמי (שיעורי ההתפשטות התרמית של גרפיט ומגנזיה ב-1000 מעלות הם 1.4% ו-0.2%, בהתאמה), שחיקה כימית ומכנית. הַגעָלָה. לאחר הנשירה, הגרפיט נחשף וממשיך להתחמצן ליצירת שכבה מפורקת, ולאחר מכן מתרחש תהליך פירוק המגנזיה. בפעולה חוזרת ונשנית, לבני הפחמן מגנזיה נפגעות.
