Linija troske lonca je dio gdje rastaljeni čelik dolazi u izravan kontakt sa zrakom. trenutno,magnezitne karbonske opekeuglavnom se koriste za izgradnju linije lonca troske. Zbog temperaturne razlike i postojanja okoliša bogatog kisikom, stopa erozije ovog dijela je znatno brža od one ostalih dijelova. Osim toga, prevrtanje i ispuštanje troske rastaljenog čelika tijekom rada uzrokuju velika oštećenja na liniji troske. Stoga je linija troske lonca jedan od dijelova s najvećom učestalošću održavanja.
Životni vijek linije troske lonca uglavnom je pod utjecajem i ograničenjem tri aspekta: vanjskog okruženja, kvalitete vatrostalnog materijala i metode zidanja.
1. Vanjsko okruženje
Lonac je uređaj za primanje rastaljenog čelika i izvođenje operacija lijevanja. Temperatura rastaljenog čelika često je oko 1500 stupnjeva. Kada cijev troske lonca dođe u dodir sa zrakom na ovoj temperaturi, doći će do jake oksidacijske reakcije. Osim toga, temperaturna razlika kontaktne površine između rastaljenog čelika i zraka također ima vrlo snažan utjecaj na liniju troske lonca. Velika temperaturna razlika ozbiljno će testirati toplinsku stabilnost linije za trosku lonca[20]. Tijekom čestih operacija primanja i pražnjenja, vatrostalni materijal će proizvesti određeni stupanj pucanja. Stoga, u vanjskom okruženju, oksidacija na visokoj temperaturi ima veliki utjecaj na eroziju linije troske. Istodobno, velika promjena temperature postavlja visoke zahtjeve na toplinsku stabilnost vatrostalnih materijala. Pod međudjelovanjem gubitka taljenja i kolapsa vatrostalnih materijala, linija troske lonca se lako ošteti, a zatim dolazi do infiltracije čelika.
LF rafinirana troska lako uzrokuje oksidaciju i dekarburizaciju magnezitnih ugljičnih opeka. LF troska ima relativno nisku viskoznost na visokoj temperaturi, ima jaku propusnost u sloju za dekarburizaciju i ima visoku topljivost u magnezijevom oksidu. U isto vrijeme, troska je lako prodrijeti u granicu zrna periklaza kako bi se odvojile čestice magnezijevog pijeska, kao što je prikazano na slici 2 (SA je troska na slici; TA je sjecište tri komada). Stoga je životni vijek LF magnezitnih ugljičnih opeka iz linije troske relativno nizak. Shen i sur. sustavno je proučavao mehanizam oštećenja magnezijskih ugljičnih opeka lonca u procesu LF rafiniranja, ukazujući da se manji agregati zrna MgO lako erodiraju visokotemperaturnom troskom. Nakon erozije, troska će nastaviti prodirati u unutrašnjost MgO agregata duž granice zrna periklaza, na kraju uzrokujući cijepanje agregata periklaza.
2. Vatrostalna kvaliteta
Currently, magnesite carbon bricks are mainly used for ladle slag lines. Both traditional magnesia carbon bricks and low-carbon magnesite carbon bricks, which are currently widely used, mainly use flake graphite as their carbon source. Flake graphite is generally selected from -197, -196, etc., that is, the particle size is greater than 100 mesh and the purity is higher than 97% or 96% (mass fraction). The binder is a thermosetting phenolic resin. During the carbonization reaction, the self-chain segments undergo cross-linking reactions to form a network structure that can form a mechanical interlocking force between magnesia sand particles and graphite. Graphite is the main raw material for the production of magnesia carbon refractory bricks, mainly due to its excellent physical properties: ① non-wetting of slag, ② high thermal conductivity, and ③ low thermal expansion. In addition, graphite does not melt with refractory materials, and graphite has high refractoriness. It is precisely because of this characteristic that mag-c bricks are selected for slag lines with harsh operating environments [24]. For low carbon magnesia carbon bricks (mass fraction of carbon ≤8%) or ultra-low carbon magnesite carbon bricks (mass fraction of carbon ≤3%), it is difficult to form a continuous network structure due to the low carbon content, so the organizational structure design of low carbon magnesia-carbon bricks is relatively complex. On the contrary, the organizational structure design of high carbon mag-carbon bricks (mass fraction of carbon>10%) je relativno jednostavan.
Zbog osjetljivosti magnezitnih ugljičnih opeka na vlagu i utjecaja odabira formule, performanse magnezijsko-ugljičnih opeka će biti do određene mjere pogođene. Nakon što se magnezitno-ugljične opeke navlaže, struktura postaje labava, a voda izlazi na visokoj temperaturi stvarajući višestruke prazne kanale, što će imati negativan utjecaj na toplinsku stabilnost i otpornost na koroziju ovih opeka, kao i sposobnost da se nose s rastaljenim čelikom. također biti jako oslabljena. MgO-C je vrlo osjetljiv na termomehaničku abraziju jer koeficijent toplinske ekspanzije MgO ima visoku reverzibilnost. Vezivo magnezit karbonske opeke također je važan čimbenik koji utječe na kvalitetu magnezit karbonske opeke. Previše ili premalo veziva utjecat će na performanse magnezitnih karbonskih opeka. Premalo veziva uzrokovat će labavo vezivanje praha magnezitne ugljične opeke i lako ispiranje i ljuštenje; previše veziva uzrokovat će pogoršanje stabilnosti na toplinski udar i vatrostalnosti opeke od magnezij-karbona, a previše štetnih elemenata bit će dodano rastaljenom čeliku.
Kada livački lonac primi rastaljeni čelik iz konvertora, on će biti popraćen velikom količinom troske. Nisko talište 2CaO·SiO2 u troski otapa se na granici zrna MgO i kemijski reagira s elementima nečistoća u tragovima u sloju MgO, koji igra glavnu ulogu u otapanju magnezijevih vatrostalnih materijala. Iz perspektive konverterske troske, istraživanje o poboljšanju učinkovitosti magnezijsko-ugljičnih vatrostalnih opeka uglavnom se usredotočuje na magnezijev pijesak, antioksidanse i mikrostrukturu.
Osim toga, dodatak antioksidansa magnezitnim karbonskim opekama također utječe na njihovu kvalitetu. Kako bi se poboljšala otpornost na oksidaciju magnezitno-ugljičnih opeka, često se dodaju male količine aditiva. Uobičajeni aditivi uključuju aditive serije Si, Al, Mg, Al-S, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si-Mg-Ca, SiC, B4C, BN i Al-BC i Al-SiC-C. Uloga aditiva uglavnom ima dva aspekta: s jedne strane, s termodinamičke točke gledišta, na radnoj temperaturi, aditivi ili aditivi reagiraju s ugljikom i stvaraju druge tvari. Njihov afinitet prema kisiku veći je od afiniteta ugljika prema kisiku i oksidiraju prije ugljika, čime štite ugljik. S druge strane, s kinetičke točke gledišta, spojevi koji nastaju reakcijom aditiva s O2, CO ili ugljikom mijenjaju mikrostrukturu karbonskih kompozitnih vatrostalnih materijala, poput povećanja gustoće, blokiranja pora i ometanja difuzije kisika i produkti reakcije [28]. Trenutačno se Al prah uglavnom koristi u magnezitnim ugljičnim opekama kako bi se spriječila oksidacija ugljika. Iako Al ima snažnu antioksidacijsku sposobnost, na visokoj temperaturi Al reagira s C i N2 stvarajući Al ugljikove i dušikove spojeve. Među njima, Al karbid je lako hidratizirati u procesu od visoke temperature do niske temperature, što rezultira stvaranjem šupljina unutar magnezitno ugljične opeke, što uzrokuje labavljenje strukture i pucanje.
3. Zidarska metoda
Magnezijsko-ugljične opeke u liniji šljake uglavnom se koriste za suho zidanje (izravno slaganje opeka bez vezivanja vatrostalnim blatom) i mokro zidanje (upotrebom vatrostalnog blata u kombinaciji s vatrostalnom opekom). Prednost suhog zidanja je u tome što minimalizira utjecaj požarnog blata. U uvjetima visoke temperature, zbog različitih materijala mag-c opeke i vatrenog blata, stopa toplinskog širenja je različita zbog temperature, što je lako stvoriti praznine na kontaktnoj površini. Nedostatak ove metode je što se ne može jamčiti 100% bliski kontakt opeke. U isto vrijeme, kada se magnezitno-ugljične opeke šire zbog topline, nema mjesta za pufer između opeka, što uzrokuje stiskanje i lomljenje opeka; ili zbog širenja opeke, cijeli prsten linije troske se podiže kao cjelina, a ogromna sila istiskivanja uzrokuje deformaciju rubne ploče, a vatrostalni materijal gubi zaštitu te se ispire i ljušti, što predstavlja veći ugrožavanje kvalitete linije troske.
Mokra metoda zidanja slična je metodi zidanja u zgradama, ali ima strože zahtjeve. Prednost ove metode je u tome što može dobro izbjeći praznine koje se mogu pojaviti kod suhog zidanja. Istodobno, vatreno blato je slabo na visokim temperaturama. Kada se magnezitno-ugljične opeke šire zbog topline, mogu teći kako bi se prilagodile promjenama u prazninama između opeka, raspršujući silu istiskivanja između opeka, čime se izbjegava stvaranje praznina. Nedostatak ove metode je u tome što korištenje vatrostalnog isplaka čini strukturu troske nestabilnom i povećava težinu zidanja. Ako je vatreno blato neravnomjerno, i dalje će biti praznina između cigli.
