Ausmelt-smelteprocessen er meget udbredt over hele verden på grund af dens stærke råmaterialetilpasningsevne, enkle betjening, høje produktionseffektivitet og komplette miljøbeskyttelsesfaciliteter, men den har også mangler såsom kort ovnlevetid; forlængelse af Ausmelt-ovnes levetid udføres hovedsageligt omkring forlængelse af levetiden påildfaste mursten. Fra tabsmekanismen for ildfaste mursten kan vi finde ud af de faktorer, der påvirker levetiden af ildfaste ildsten i Ausmelt-ovne. Der er tre hovedaspekter, nemlig: flager, der falder af; ablation af højtemperatursmeltning; mekanisk skuring og kemisk erosion af højtemperatur røggas.
Flager falder af
I produktionen af de syv ovne i Ausmelt-ovne er ildfaste murstensflager, der falder af, den vigtigste faktor i tabet af ildfast mursten. Der er flere hovedfaktorer, der fører til ildfaste murstensflager, nemlig temperaturudsving; slaggeerosion og fysisk påvirkning.
1. Temperaturudsving
Ausmelt ovn kobbersmeltning bruger et bæltesystem til at tilføje kobberkoncentrat, og iltrig luft blæses ind i det gennem en sprøjtepistol. Efter blanding i Ausmelt-ovnens smeltede pool opstår der en voldsom redoxreaktion. Temperaturen af kobbersmeltebassinet i den australske ovn holdes på 1160 grader -1200 grader, hvilket er væsentligt lavere end ildfastheden (Større end eller lig med 1580 grader) og belastningsblødgøringstemperaturen (Større end eller lig med 1450 grad ) af almindelige ildfaste materialer. Derfor vil nye ildfaste mursten, der endnu ikke er forringet, ikke blive brugt ved denne temperatur. Men under uregelmæssige eller endda intermitterende driftsforhold, såsom processen med at åbne og stoppe den australske ovn, stiger og falder temperaturen i ovnen kraftigt, og denne temperaturændring vil forårsage en temperaturgradient inde i murstenen og krympning og udvidelse processen med de ildfaste ildsten vil blive blokeret for at producere termisk stress. Når den termiske spænding overstiger de ildfaste murstens termiske stødmodstand, vil de ildfaste brandsten revne, knække og reducere den mekaniske styrke og til sidst flage af.
Samtidig vil de forskellige opvarmnings- og afkølingshastigheder for hvert lag af mursten under opvarmning eller afkøling af ovnen og de forskellige termiske spændinger genereret under den termiske forskydningsprocessen forårsage relativ forskydning mellem mursten. Denne relative forskydning forårsager friktionsforskydningskraft på forskydningsoverfladen mellem mursten. I alvorlige tilfælde vil det direkte rive det lokale område af de ildfaste mursten, hvilket forårsager revner i de ildfaste mursten. Disse revner spredes i den relative forskydning forårsaget af hver efterfølgende temperaturudsving, hvilket i sidste ende fører til afskalning af ildfaste mursten. I den tidlige fase af den australske ovnåbning, på grund af de umodne procesforhold, ukendskab til den praktiske drift af processen for at forbedre Ausmelt-smelteovnens levetid og udstyrsfejl, svingede ovntemperaturen og ovnforholdene ofte, mursten faldt af i ovnen, og de ildfaste brandsten blev alvorligt beskadiget.
2. Slagerosion
Ved matsmeltning omfatter ladningsgangen hovedsageligt kvarts (SiO2) og kalksten (CaCO3), som reagerer med FeO fremstillet ved oxidation af kobberkoncentrat til dannelse af en kompleks alkalisk slagge indeholdende jernsilikat (2FeO·SiO2: fayalit), som har stærk ætsningsevne. og erosionsevne. I processen med ildfast murstensmurværk er der uundgåeligt radiale og periferiske murstensfuger. Disse murstensfuger og revner i ildfaste mursten forårsaget af temperaturudsving giver kanaler til infiltration og erosion af højtemperatur alkalisk slagge, og denne slaggeerosion i sig selv får også murstensfuger og revner til at fortsætte med at stige. Efterhånden som murstenssamlingerne og revnerne øges, udsættes murstenene for overdreven belastning under hver sammentræknings- og ekspansionsproces forårsaget af temperaturudsving, hvilket resulterer i blokeret afskalning af den ildfaste murstens overflade.
3. Fysisk påvirkning
Når først koks falder under produktionsprocessen af Ausmelt-ovnen, falder koksblokkene frit på skråningssektionen af Ausmelt-ovnen, hvilket frembringer en enorm fysisk slagkraft på de ildfaste ildsten i Ausmelt-ovnens skråningssektion, hvilket alvorligt påvirker det indre klodsernes bindekraft, hvilket får de ildfaste klodser til at revne. Efter termisk chok, slaggeerosion og røggasskuring får revnerne til sidst de ildfaste brandsten til at skalle af.
Ablation af højtemperatursmeltning
På grund af sprøjtepistolens omrørende virkning er Ausmelt-ovnens smeltede pool en voldsom "kogende" dynamisk smeltet pool. Hele ovnen er et ujævnt og ustabilt temperaturfelt, som er tilbøjeligt til lokal høj temperatur, hvilket resulterer i blødgøring af overfladestrukturen og styrken af de ildfaste ildsten, nedsat vævsbindingsydelse, direkte afbrænding af en del af bindingsfasen og reduceret belastning blødgøringstemperatur af de ildfaste mursten, hvilket resulterer i langsomt tab af ildfaste mursten. Ablationen af højtemperaturopløsning sker hovedsageligt i det smeltede bassinområde og området under slaggelinjen. Fra observation og måling af resterende murstensdata fra syv ovnperioder viser det sig, at afbrændingsprocessen af ildfaste mursten ved højtemperaturopløsning er en meget langsom proces, hovedsagelig fordi højtemperaturopløsningsområdet og området under slaggelinjen kan som udgangspunkt beskyttes af slagger på grund af virkningen af vandkøling.
Mekanisk skuring og kemisk erosion af højtemperatur røggas
Smelteprocessen ved kobbersmeltning i selve Ausmelt-ovnen er en slaggefremstillings- og afsvovlingsproces, som vil producere en stor mængde stærkt ætsende højtemperatursvovlholdig røggas. Den svovlholdige højtemperatur-røggas udvindes af svovlsyre-højtemperaturventilatoren til dannelse af en højtemperaturluftstrøm, som kontinuerligt skurer overfladen af ildfaste mursten, især overfladen af ildfaste mursten i Ausmelt-ovnens skråningssektion , hvilket resulterer i afbrænding af ildfaste mursten. Da Ausmelt-ovnssmeltningen samtidig er en iltrig smeltning, indeholder røggassen omkring 6,5 % ilt. Under diffusionsprocessen oxideres en del af SO2 til at producere SO3 af højtemperaturgassen, som reagerer med de alkaliske oxider i de ildfaste ildsten ved temperaturer under 1050 grader og danner jordalkalimetalsulfater (MgSO4, CaSO4). Dannelsen af jordalkalimetalsulfater i mursten er ofte ledsaget af en stigning i volumen og fyldning af porer. Som et resultat af denne erosion øges risikoen for revnedannelse af mursten, bindingsstyrken af mursten svækkes, og erosionen af mursten med slagger fremmes yderligere, hvilket til sidst fører til afbrænding og endog afskalning af ildfaste brandsten.
