عادة ما يتم تصنيف تآكل بطانة العمل الحراري على أنه تآكل كيميائي وحراري وميكانيكي ، والذي يمكن أن يحدث منفردة أو مجتمعة ، ويمكن أن يكون الضرر الذي يلحق بالحرارة مستمرًا (انحلالًا وتآكلًا) أو متقطعًا (تكسير وتشظي) ، مع حدوث تشظي يؤدي إلى انقطاع الفصل الموضعي للطوب المقاوم للحرارة وتسلل الخبث الشديد وبلغ ذروته في تكثيف الطوب بالقرب من الوجه الساخن. . يؤدي الاختلاف في خصائص التمدد الحراري بين المناطق المكثفة وغير المخترقة إلى ضغوط داخلية كبيرة تؤدي في النهاية إلى تكوين تشققات وتصدعات. بشكل عام ، تؤدي الصدمة الحرارية القوية إلى التشظي الحراري.
تركز هذه الورقة على التآكل المادي للحراريات لأفران صهر النحاس ، أي "التآكل الحراري" و "التآكل الميكانيكي". هذا لفهم ظروف العمل للمواد المقاومة للحرارة في أفران صهر النحاس وإطالة عمر خدمة بطانة الفرن بشكل أفضل وأكثر فعالية.
1. التآكل الحراري
2.1.1 درجة الحرارة
على الرغم من أن درجة الحرارة الصالحة للخدمة للحراريات المستخدمة في أفران صهر النحاس (1600-1700 درجة مئوية) أعلى بكثير من درجة حرارة الخدمة الفعلية لأفران صهر النحاس ، تلعب درجة حرارة أفران صهر النحاس دورًا مهمًا في استمرارية التآكل الحراري. من خلال التفاعلات البينية مع المواد الموجودة في حوض الذوبان ، تقل قوة درجات الحرارة المرتفعة للطوب الحراري بشكل كبير ، وتؤدي درجة الحرارة المرتفعة بوضوح إلى تقليل لزوجة الخبث المصهور عالي الحرارة ، وزيادة الانتشار وتآكل أسرع.
1.2 الصدمة الحرارية
يمكن أن تتسبب تقلبات درجة الحرارة الناتجة عن الانقطاعات وعدم الانتظام في تشغيل الفرن في حدوث ضغوط داخل الطوب الحراري ، ويمكن أن تؤدي هذه الضغوط ، بمجرد تجاوزها لقيمها الحدية ، إلى حدوث تشققات داخل الطوب الحراري. يمكن أن تؤدي التفاعلات البينية بين شحنة الفرن والطوب الحراري إلى تكثيف الهيكل والتأثير سلبًا على قدرة الطوب الحراري على امتصاص الضغط. يزداد ثبات الصدمة الحرارية للمواد المقاومة للصهر مع زيادة صلابة المادة والتوصيل الحراري ، ويزيد مع تناقص معامل التمدد الحراري ومعامل المرونة. ستؤدي النسبة الكبيرة من معامل التمزق إلى معامل المرونة إلى تقليل تكوين الشقوق وتحسين مرونة المادة.
2. التآكل الميكانيكي
2.1 كشط
يحدث التآكل أولاً بسبب حركة المواد في فرن الصهر (بما في ذلك المعدن السائل والخبث وشحنة الفرن والغبار المتكون بعد تطاير الغاز) ، وثانيًا عن طريق رش المواد في الفرن أثناء عمليات خاصة معينة ، وكلها عوامل التي تؤدي إلى تآكل مستمر في صهر بطانة الفرن.
2.2 إجهاد الاصطدام
تتسبب تأثيرات الضغط الناتجة عن الطرق والاصطدام والطحن الناتجة عن نفخ المواد في فرن الصهر في حدوث تشققات في المواد المقاومة للحرارة وتآكلها.
2.3 التعب الميكانيكي
تتشابه أسباب ونتائج الإجهاد الميكانيكي مع تلك الناتجة عن التعب الحراري ، مع اختلاف أن التعب الميكانيكي يؤثر على مساحة أعمق في الطوب الحراري عن الإجهاد الحراري ، وأن التعب الميكانيكي يميل إلى أن يكون أكثر أهمية للأفران الدوارة ذات الأحمال المتغيرة دوريًا.