Са зрелошћу технологије производње карбонске цигле од магнезијума, обим применеугљеничне цигле од магнезијумапостаје све шири и шири. Магнезитне угљеничне цигле се користе као облога електричних лучних пећи, а животни век облоге је знатно побољшан. Иако се ватрогасне опеке од магнезијум-карбона широко користе у металуршким процесима, њихов век трајања је и даље веома проблематичан због отежаних услова рада, посебно у линији шљаке, где су оштећења магнезијум карбонских опека посебно озбиљна.
У лонцу је хемијски састав шљаке сложен и променљив, а температура се нагло и често мења, посебно у шљаци ливачке. Због тога се у линији шљаке често користе мго-ц цигле са одличним перформансама. Механизам корозије ватросталних опека од магнезијум угљеника у шљаци у лонцу је дубоко проучаван у земљи и иностранству, а детаљан резиме је следећи.
ДЕО.01 Ерозија шљаке од угљеничних цигли од магнезијума
У лонцу, због сложеног физичко-хемијског окружења шљаке, најлакше долази до оштећења облоге овог дела. Хемијска ерозија шљаке на МгО-Ц циглама је углавном кроз растварање МгО и оксидацију угљеника у матрици МгО-Ц цигле. Под комбинованим дејством следећих фактора, МгО-Ц цигле су оштећене:
1. Утицај базичности: Што је нижа базичност шљаке, то је повољније за еродирање МгО-Ц цигле. Ако се повећа базичност шљаке, смањује се активност СиО2 у шљаци, што може смањити оксидацију угљеника. Истовремено, са повећањем базичности, активност ФеО у шљаци опада, што релативно успорава ерозију шљаке на МгО-Ц циглама;
2. Утицај МгО: Осбом ет ал. утврдили да је садржај МгО у слоју шљаке чак 30% при анализи састава ЛФ шљаке. Они су веровали да што је већи садржај МгО у шљаци, то је спорија ерозија МгО-Ц цигле. Што је базичност већа, то је спорија ерозија МгО-Ц цигле шљаком.
3. Ефекат Ал2О3: Ал2О3 у шљаци ће смањити тачку топљења и вискозитет шљаке, повећати квашење шљаке и ватросталних материјала, олакшати продирање шљаке са границе зрна магнезијума и учинити да се периклаза одвоји од матрикса магнезијум карбонске цигле.
4. Ефекат ФеО: Прво, ФеО у шљаци може лако да реагује са графитом у угљеничној цигли од магнезијума на високој температури и произведе светле беле гвоздене перле да формирају разугљенични слој. Друго, периклаза у магнезијум карбонској цигли ће такође реаговати са ФеО у шљаци да би формирала производе ниске тачке топљења.
Током поновљеног загревања и хлађења лонца, услед недоследне брзине топлотног ширења између формираног композита магнезијум-гвожђа ниске тачке топљења и руде магнезијум гвожђа, долази до разбијања магнезијум-оксида на површини ватросталног материјала, што доводи до растварање цигле. Страни научници такође сматрају да повећање садржаја гвожђа у челичној шљаци није добро за животни век магнезијумских угљеничних цигли. Прво, гвожђе ФеО убрзава оксидацију угљеника на површини магнезитних угљеничних цигли. Друго, ФеО ће реаговати са МгО да би структура радне површине ватросталних опека од магнезијума оксида била лабава. Под комбинованим деловањем ове две тачке, убрзава се ерозија угљеничних опека од магнезијума.
ДЕО.02 Оксидација угљеника у мго угљеничним циглама
Када цигле од магнезијум угљеника дођу у контакт са шљаком, угљеник ће реаговати са оксидима као што је ФеО у шљаци да би се разугљичио, формирајући декарбонизовани слој под одређеним условима, што чини структуру радне површине магнезијумских угљеничних цигли лабавом, што је главни разлог за оштећење мго угљеничних цигли. Угљеник реагује са оксидима као што су ЦО2, О2 и СиО2 и континуирано се оксидује оксидима гвожђа у шљаци; друго, лабава структура формирана од декарбозираног слоја ствара веће пукотине и поре под дејством термичког ширења и рибања шљаке, што олакшава продирање шљаке и формирање фазе ниске тачке топљења са МгО. Истовремено, површинска структура мго угљеничних цигли се мења под дејством насилног механичког мешања растопљеног базена и насилног рибања челичне шљаке, и на крају се постепено оштећује споља ка унутра, узрокујући озбиљна оштећења магнезитних угљеничних опека. Након што температура пређе одређену вредност, структура тела цигле ће бити оштећена и брзо кородирана, што је зато што МгО и графит почињу да се троше на високој температури.
ДЕО.03 Утицај пора
Због присуства микропора унутар и на површини цигле од магнезијум угљеника, већа је вероватноћа да ће доћи до ерозије мго ц ватросталних опека. Током употребе мго ц ватросталних опека, поре играју убрзану улогу у формирању слоја за декарбонизацију, што чини да шљака озбиљније кородира ватростални материјал магнезијум угљеничних цигли. Када спољни ваздух уђе у поре у мго ц циглама ради хлађења, кисеоник у ваздуху реагује са околним угљеником да би створио ЦО гас и испушта се кроз микропоре. Континуирано одвијање ова два процеса постепено повећава порозност и величину пора. Најважнији фактор у стварању пора је избор везива у огњеварним опекама од магнезијум угљеника. Фенолна смола се углавном користи као везиво. Ако се мала количина фенолне смоле дода у циглу од магнезијум угљеника, порозност неће бити превисока у хладном стању, око 3%, али ће се фенолна смола разградити и произвести воду, водоник, метан, угљен моноксид (угљен-диоксид ) и других гасова након загревања, и формирају поре под протоком ових гасова, повећавајући порозност. Због тога, магнезијумске угљеничне цигле су кородиране шљаком која пролази кроз поре, чинећи оксидацију угљеника и растварање МгО интензивнијим, чиме се оштећују цигле од угљеника од магнезита. Због репетитивне природе процеса стварања гаса, оштећење угљеничних опека од магнезијума и даље се интензивира.
Процес оштећења угљеничних цигли од магнезијума може се сажети као: оксидација, декарбонизација, лабављење, ерозија, рибање, осипање и оштећење. Прво, графит на радној површини цигле од магнезијум угљеника се оксидира да би се формирао разугљенични слој. Магнезита у декарбозираном слоју постепено се еродира и распада под условима термичког стреса (стопе термичког ширења графита и магнезијума на 1000 степени су 1,4% и 0,2%, респективно), хемијске ерозије и механичке рибање. Након распадања, графит је изложен и наставља да се оксидира да би се формирао разугљенични слој, а затим долази до процеса растварања магнезијума. При поновљеном деловању, цигла од угљеника од магнезијума је оштећена.
