Proces taljenja Ausmelt naširoko se koristi diljem svijeta zbog svoje jake prilagodljivosti sirovinama, jednostavnog rada, visoke proizvodne učinkovitosti i potpune zaštite okoliša, ali ima i nedostatke kao što je kratak životni vijek peći; produljenje vijeka trajanja Ausmelt peći uglavnom se provodi oko produljenja vijeka trajanjavatrostalne opeke. Iz mehanizma gubitka vatrostalne opeke možemo saznati čimbenike koji utječu na vijek trajanja vatrostalne šamotne opeke u Ausmelt pećima. Postoje tri glavna aspekta, naime: pahuljice otpadaju; ablacija visokotemperaturne taline; mehaničko čišćenje i kemijska erozija visokotemperaturnog dimnog plina.
Pahuljice otpadaju
U proizvodnji sedam peći Ausmelt peći, otpadanje ljuskica vatrostalne opeke je najvažniji čimbenik gubitka vatrostalne opeke. Postoji nekoliko glavnih čimbenika koji dovode do ljuskica vatrostalne opeke, a to su temperaturne fluktuacije; erozija troske i fizički utjecaj.
1. Temperaturne fluktuacije
Taljenje bakra u peći Ausmelt koristi sustav trake za dodavanje bakrenog koncentrata, a zrak bogat kisikom upuhuje se u njega kroz pištolj za prskanje. Nakon miješanja u bazenu taline Ausmelt peći dolazi do burne redoks reakcije. Temperatura bazena za taljenje bakra Australske peći održava se na 1160 stupnjeva -1200 stupnjeva, što je znatno niže od vatrostalnosti (Više od ili jednako 1580 stupnjeva) i temperature omekšavanja opterećenja (Više od ili jednako 1450 stupanj ) običnih vatrostalnih materijala. Stoga se na ovoj temperaturi nove vatrostalne opeke koje još nisu pokvarile neće trošiti. Međutim, pod nepravilnim ili čak povremenim radnim uvjetima, kao što je proces otvaranja i zaustavljanja australske peći, temperatura u peći naglo raste i pada, a ta promjena temperature uzrokovat će temperaturni gradijent unutar opeke, te skupljanje i širenje proces vatrostalne šamotne opeke bit će blokiran zbog stvaranja toplinskog naprezanja. Kada toplinsko naprezanje premaši otpornost vatrostalnih opeka na toplinske udare, vatrostalne vatrostalne opeke će popucati, slomiti se i smanjiti mehaničku čvrstoću te se na kraju oljuštiti.
U isto vrijeme, različite brzine zagrijavanja i hlađenja svakog sloja opeke tijekom procesa zagrijavanja ili hlađenja peći i različita toplinska naprezanja nastala tijekom procesa toplinskog pomaka uzrokovat će relativno pomicanje između opeka. Ovaj relativni pomak uzrokuje silu smicanja trenjem na površini pomaka između opeka. U teškim slučajevima, izravno će potrgati lokalno područje vatrostalnih opeka, uzrokujući pukotine u vatrostalnim opekama. Ove se pukotine šire u relativnom pomaku uzrokovanom svakom sljedećom temperaturnom fluktuacijom, što na kraju dovodi do ljuštenja vatrostalne opeke. U ranoj fazi otvaranja australske peći, zbog nezrelih uvjeta procesa, nepoznavanja praktičnog rada procesa za poboljšanje životnog vijeka peći za taljenje Ausmelta i kvarova opreme, temperatura peći i uvjeti peći često su varirali, cigle su padale ugašen u peć, a vatrostalne vatrostalne opeke su ozbiljno oštećene.
2. Erozija troske
U taljenju četinara, gangue šarža uglavnom uključuje kvarc (SiO2) i vapnenac (CaCO3), koji reagiraju s FeO proizvedenim oksidacijom bakrenog koncentrata i formiraju složenu alkalnu trosku koja sadrži željezni silikat (2FeO·SiO2: fayalit), koji ima jaku korozivnost i sposobnost erozije. U procesu zidanja vatrostalnom opekom neizostavno postoje radijalne i obodne spojnice opeke. Ovi spojevi opeke i pukotine u vatrostalnim opekama uzrokovane temperaturnim fluktuacijama osiguravaju kanale za infiltraciju i eroziju visokotemperaturne alkalne troske, a sama ta erozija troske također uzrokuje nastavak povećanja spojeva i pukotina opeke. Kako se spojevi i pukotine u opeci povećavaju, opeke su izložene prekomjernom naprezanju tijekom svakog procesa skupljanja i širenja uzrokovanog temperaturnim fluktuacijama, što rezultira blokovitim ljuštenjem površine vatrostalne opeke.
3. Fizički utjecaj
Nakon što koks padne tijekom procesa proizvodnje Ausmelt peći, koksni blokovi slobodno padaju na kosi dio Ausmelt peći, što proizvodi ogromnu fizičku udarnu silu na vatrostalne šamotne opeke u kosom dijelu Ausmelt peći, ozbiljno utječući na unutarnje sila vezivanja opeke, uzrokujući pucanje vatrostalnih opeka. Nakon toplinskog udara, erozije troske i struganja dimnim plinom, pukotine na kraju uzrokuju ljuštenje vatrostalne vatrostalne opeke.
Ablacija visokotemperaturne taline
Zbog miješanja pištolja za raspršivanje, bazen rastaljevine u peći Ausmelt je nasilno "kipuće" dinamički bazen rastaline. Cijela peć je neravnomjerno i nestabilno temperaturno polje, koje je sklono lokalnoj visokoj temperaturi, što rezultira omekšavanjem površinske strukture i čvrstoćom vatrostalnih šamotnih opeka, smanjenom učinkom vezivanja tkiva, izravnim izgaranjem dijela vezne faze i smanjenim opterećenjem temperatura omekšavanja vatrostalnih opeka, što rezultira sporim gubitkom vatrostalnih opeka. Ablacija visokotemperaturne otopine uglavnom se događa u području rastaljenog bazena i području ispod linije troske. Iz promatranja i mjerenja podataka o zaostaloj opeci iz sedam perioda peći, utvrđeno je da je proces gorenja vatrostalnih opeka visokotemperaturnom otopinom vrlo spor proces, uglavnom zato što područje visoke temperature otopine i područje ispod linije troske u osnovi mogu biti zaštićeni troskom zbog efekta vodenog hlađenja.
Mehaničko čišćenje i kemijska erozija visokotemperaturnog dimnog plina
Sam proces taljenja bakra u Ausmelt peći je proces stvaranja troske i odsumporavanja, koji će proizvesti veliku količinu visoko korozivnog visokotemperaturnog dimnog plina koji sadrži sumpor. Visokotemperaturni dimni plin koji sadrži sumpor izvlači se visokotemperaturnim ventilatorom sumporne kiseline kako bi se stvorio visokotemperaturni protok zraka, koji kontinuirano čisti površinu vatrostalnih opeka, posebno površinu vatrostalnih opeka u nagibnom dijelu Ausmeltove peći. , što rezultira spaljivanjem vatrostalnih opeka. Istovremeno, budući da je taljenje u Ausmelt peći taljenje bogato kisikom, dimni plin sadrži oko 6,5% kisika. Tijekom procesa difuzije, dio SO2 se oksidira kako bi se proizveo SO3 uz pomoć visokotemperaturnog plina, koji reagira s alkalnim oksidima u vatrostalnim šamotnim opekama na temperaturama ispod 1050 stupnjeva i stvara sulfate zemnoalkalijskih metala (MgSO4, CaSO4). Stvaranje sulfata zemnoalkalijskih metala u opeci često je popraćeno povećanjem volumena i punjenjem pora. Kao rezultat ove erozije povećava se opasnost od pucanja opeke, slabi se čvrstoća vezivanja opeke, a dodatno se pospješuje erozija opeke troskom, što na kraju dovodi do gorenja, pa čak i ljuštenja vatrostalne vatrostalne opeke.
