Il processo di fusione Ausmelt è ampiamente utilizzato in tutto il mondo per la sua forte adattabilità delle materie prime, il funzionamento semplice, l'elevata efficienza produttiva e le strutture complete di protezione ambientale, ma presenta anche svantaggi come la breve durata del forno; l'estensione della vita dei forni Ausmelt viene effettuata principalmente per estendere la vita dei fornimattoni refrattari. Dal meccanismo di perdita dei mattoni refrattari possiamo scoprire i fattori che influenzano la durata dei mattoni refrattari nei forni Ausmelt. Gli aspetti principali sono tre e precisamente: la caduta dei fiocchi; ablazione della fusione ad alta temperatura; pulizia meccanica ed erosione chimica dei gas di scarico ad alta temperatura.
I fiocchi cadono
Nella produzione dei sette forni Ausmelt, la caduta delle scaglie di mattoni refrattari è il fattore più importante nella perdita di mattoni refrattari. Ci sono diversi fattori principali che portano alla sfaldamento dei mattoni refrattari, vale a dire le fluttuazioni di temperatura; Erosione delle scorie e impatto fisico.
1. Fluttuazioni di temperatura
La fusione del rame nel forno Ausmelt utilizza un sistema a nastro per aggiungere concentrato di rame e aria ricca di ossigeno viene soffiata al suo interno attraverso una pistola a spruzzo. Dopo la miscelazione nel pool fuso del forno Ausmelt, si verifica una violenta reazione redox. La temperatura del bacino di fusione del rame della fornace australiana viene mantenuta a 1160 gradi -1200 gradi, che è significativamente inferiore alla refrattarietà (maggiore o uguale a 1580 gradi) e alla temperatura di rammollimento del carico (maggiore o uguale a 1450 grado) di materiali refrattari ordinari. Pertanto, a questa temperatura, i mattoni refrattari nuovi non ancora deteriorati non verranno consumati. Tuttavia, in condizioni di funzionamento irregolari o addirittura intermittenti, come il processo di apertura e arresto della fornace australiana, la temperatura nella fornace aumenta e diminuisce bruscamente e questo cambiamento di temperatura causerà un gradiente di temperatura all'interno del mattone e il ritiro e l'espansione il processo dei mattoni refrattari refrattari verrà bloccato per produrre stress termico. Quando lo stress termico supera la resistenza allo shock termico dei mattoni refrattari, i mattoni refrattari refrattari si spezzeranno, si romperanno e ridurranno la resistenza meccanica e infine si sfalderanno.
Allo stesso tempo, le diverse velocità di riscaldamento e raffreddamento di ciascuno strato di mattoni durante il processo di riscaldamento o raffreddamento del forno e le diverse sollecitazioni termiche generate durante il processo di spostamento termico causeranno uno spostamento relativo tra i mattoni. Questo spostamento relativo provoca una forza di taglio di attrito sulla superficie di spostamento tra i mattoni. Nei casi più gravi, strapperà direttamente l'area locale dei mattoni refrattari, provocando crepe nei mattoni refrattari. Queste crepe si espandono nello spostamento relativo causato da ogni successiva fluttuazione della temperatura, portando infine alla scrostatura del mattone refrattario. Nella fase iniziale dell'apertura del forno australiano, a causa delle condizioni immature del processo, della scarsa familiarità con il funzionamento pratico del processo per migliorare la durata del forno fusorio Ausmelt e dei guasti alle apparecchiature, la temperatura del forno e le condizioni del forno oscillavano frequentemente, i mattoni cadevano spento nella fornace e i mattoni refrattari refrattari furono gravemente danneggiati.
2. Erosione delle scorie
Nella fusione opaca, la ganga di carica comprende principalmente quarzo (SiO2) e calcare (CaCO3), che reagiscono con FeO prodotto dall'ossidazione del concentrato di rame per formare una scoria alcalina complessa contenente silicato di ferro (2FeO·SiO2: fayalite), che ha una forte corrosività e capacità di erosione. Nel processo di muratura in mattoni refrattari sono inevitabilmente presenti giunti di mattoni radiali e circonferenziali. Questi giunti e crepe nei mattoni refrattari causati dalle fluttuazioni di temperatura forniscono canali per l'infiltrazione e l'erosione di scorie alcaline ad alta temperatura, e questa stessa erosione delle scorie fa sì che i giunti e le crepe dei mattoni continuino ad aumentare. Man mano che i giunti e le fessure dei mattoni aumentano, i mattoni sono sottoposti a stress eccessivo durante ogni processo di contrazione ed espansione causato dalle fluttuazioni di temperatura, con conseguente distacco a blocchi della superficie del mattone refrattario.
3. Impatto fisico
Una volta che il coke cade durante il processo di produzione del forno Ausmelt, i blocchi di coke cadono liberamente sulla sezione inclinata del forno Ausmelt, il che produce un'enorme forza di impatto fisico sui mattoni refrattari refrattari nella sezione inclinata del forno Ausmelt, compromettendo gravemente la struttura interna. forza di adesione dei mattoni, causando la rottura dei mattoni refrattari. Dopo lo shock termico, l'erosione delle scorie e il dilavamento dei fumi, le crepe alla fine causano il distacco dei mattoni refrattari refrattari.
Ablazione della fusione ad alta temperatura
A causa dell'azione di agitazione della pistola a spruzzo, la piscina fusa del forno Ausmelt è una piscina fusa dinamica "ebollinte" violenta. L'intero forno è un campo di temperatura irregolare e instabile, soggetto a temperature elevate locali, con conseguente ammorbidimento della struttura superficiale e resistenza dei mattoni refrattari refrattari, riduzione delle prestazioni di adesione dei tessuti, combustione diretta di parte della fase di adesione e carico ridotto temperatura di rammollimento dei mattoni refrattari, con conseguente lenta perdita dei mattoni refrattari. L'ablazione della soluzione ad alta temperatura avviene principalmente nell'area del bagno fuso e nell'area sottostante la linea delle scorie. Dall'osservazione e dalla misurazione dei dati dei mattoni residui provenienti da sette periodi del forno, si è riscontrato che il processo di combustione dei mattoni refrattari mediante soluzione ad alta temperatura è un processo molto lento, principalmente perché l'area della soluzione ad alta temperatura e l'area sotto la linea delle scorie può sostanzialmente essere protetto dalle scorie per effetto del raffreddamento ad acqua.
Depurazione meccanica ed erosione chimica dei gas di combustione ad alta temperatura
Il processo di fusione del rame nel forno Ausmelt stesso è un processo di produzione di scorie e desolforazione, che produrrà una grande quantità di gas di scarico contenenti zolfo ad alta temperatura altamente corrosivo. Il gas di scarico ad alta temperatura contenente zolfo viene estratto dal ventilatore ad alta temperatura dell'acido solforico per formare un flusso d'aria ad alta temperatura, che strofina continuamente la superficie dei mattoni refrattari, in particolare la superficie dei mattoni refrattari nella sezione inclinata del forno Ausmelt , con conseguente combustione dei mattoni refrattari. Allo stesso tempo, poiché il forno di fusione Ausmelt è una fusione ricca di ossigeno, i gas di scarico contengono circa il 6,5% di ossigeno. Durante il processo di diffusione, parte della SO2 viene ossidata per produrre SO3 dal gas ad alta temperatura, che reagisce con gli ossidi alcalini nei mattoni refrattari refrattari a temperature inferiori a 1050 gradi per formare solfati di metalli alcalino terrosi (MgSO4, CaSO4). La formazione di solfati di metalli alcalino-terrosi nei mattoni è spesso accompagnata da un aumento di volume e dal riempimento dei pori. Come risultato di questa erosione, aumenta il rischio di rottura dei mattoni, la forza di adesione dei mattoni si indebolisce e viene ulteriormente favorita l'erosione dei mattoni da parte delle scorie, che alla fine porta alla combustione e persino allo sfaldamento dei mattoni refrattari refrattari.
