Cegły węglowe magnezytowesą szeroko stosowane w procesach metalurgicznych, jednak ich żywotność jest w dalszym ciągu bardzo problematyczna ze względu na trudne warunki pracy, zwłaszcza w ciągu żużlowym kadzi, gdzie uszkodzenia cegieł magnezytowych są szczególnie poważne.
(1) Erozja żużlowa cegieł ogniotrwałych magnezytowych:
W kadzi, ze względu na złożone środowisko fizyczno-chemiczne linii żużlowej, wyłożenie tej części jest najbardziej podatne na uszkodzenia. Chemiczna erozja żużla na cegłach MgO-C zachodzi głównie poprzez rozpuszczenie MgO i utlenianie węgla w osnowie cegieł MgO-C. Pod wpływem połączonego działania następujących czynników cegły MgO-C ulegają uszkodzeniu:
1. Wpływ zasadowości: Im niższa zasadowość żużla, tym korzystniejsza jest erozja cegieł MgO-C. Jeśli zasadowość żużla wzrasta, aktywność SiO2 w żużlu maleje, co może zmniejszyć utlenianie węgla. Jednocześnie wraz ze wzrostem zasadowości maleje aktywność FeO w żużlu, co stosunkowo spowalnia erozję żużla na cegłach MgO-C;
2. Wpływ MgO: Osbom i in. stwierdzili, że zawartość MgO w warstwie żużla sięgała aż 30%, analizując skład linii żużla LF. Uważali, że im wyższa zawartość MgO w żużlu, tym wolniejsza erozja cegieł MgO-C. Im wyższa zasadowość, tym wolniejsza erozja cegieł MgO-C. 3. Wpływ Al2O3: Al2O3 w żużlu obniży temperaturę topnienia i lepkość żużla, zwiększy zwilżalność żużla i materiałów ogniotrwałych, sprawi, że żużel będzie łatwiej przenikał z granicy ziaren piasku magnezjowego i oddziela peryklazę od matrycy magnezjowej cegły węglowe.
4. Wpływ FeO: Po pierwsze, FeO w żużlu może łatwo reagować z grafitem w cegle magnezytowej w wysokiej temperaturze, tworząc jasne, białe kulki żelaza, tworząc warstwę odwęglania, jak pokazano na rysunku 1. Po drugie, peryklaza w cegle magnezytowej również będzie reagować z FeO w żużlu, tworząc produkty o niskiej temperaturze topnienia.
(2) Utlenianie węgla w cegle magnezytowej:
Kiedy cegła magnezytowa styka się z żużlem, węgiel reaguje z FeO i innymi tlenkami zawartymi w żużlu, tworząc w pewnych warunkach warstwę odwęglania, co powoduje luźną strukturę powierzchni roboczej cegły magnezytowej, co jest główną przyczyną uszkodzenia tlenku magnezu cegła węglowa. Węgiel reaguje z tlenkami, takimi jak CO2, O2 i SiO2 i jest w sposób ciągły utleniany przez tlenki żelaza obecne w żużlu; po drugie, luźna struktura utworzona przez warstwę odwęglenia powoduje powstawanie większych pęknięć i porów pod wpływem rozszerzalności cieplnej i szorowania żużla, co ułatwia penetrację żużla i utworzenie fazy o niskiej temperaturze topnienia z MgO. Jednocześnie struktura powierzchni cegły magnezytowej zmienia się pod wpływem gwałtownego mechanicznego mieszania stopionego jeziorka i gwałtownego szorowania żużla stalowego, aż w końcu stopniowo ulega uszkodzeniu od zewnątrz do wewnątrz, powodując, że cegła magnezytowa poważnie uszkodzony. Gdy temperatura przekroczy określoną wartość, korpus ceglany ulegnie uszkodzeniu i szybkiej korozji. Dzieje się tak dlatego, że MgO i grafit zaczynają reagować z zużyciem własnym w wysokiej temperaturze.
(3) Wpływ porów:
Ze względu na obecność mikroporów wewnątrz i na powierzchni cegieł magnezytowych, bardziej prawdopodobne jest wystąpienie erozji cegieł magnezytowych. Podczas stosowania cegieł mag-c pory odgrywają przyspieszającą rolę w tworzeniu warstwy odwęglania, co z kolei powoduje, że żużel powoduje poważniejszą erozję materiału ogniotrwałego cegieł magnezowo-węglowych. Kiedy powietrze zewnętrzne dostaje się do porów cegieł magnezytowych w celu ochłodzenia, tlen zawarty w powietrzu reaguje z otaczającym węglem, wytwarzając gazowy CO2, który jest usuwany przez mikropory. Ciągłe występowanie tych dwóch procesów stopniowo zwiększa porowatość i wielkość porów. Najważniejszym czynnikiem powstawania porów jest dobór spoiw w cegłach węglowych magnezytowych. Jako spoiwo zazwyczaj stosuje się żywicę fenolową. Jeśli do cegły magnezytowej doda się niewielką ilość żywicy fenolowej, porowatość nie będzie zbyt wysoka w stanie zimnym, około 3%, ale żywica fenolowa ulegnie rozkładowi, tworząc wodę, wodór, metan, tlenek węgla (dwutlenek węgla ) i inne gazy po podgrzaniu i tworzą pory pod przepływem tych gazów, zwiększając porowatość. Dlatego cegły magnezytowe ulegają korozji pod wpływem żużla przechodzącego przez pory, co powoduje intensywniejsze utlenianie węgla i rozpuszczanie MgO, niszcząc w ten sposób węglowe cegły szamotowe. Ze względu na powtarzalny charakter procesu wytwarzania gazu, uszkodzenia cegieł szamotowych magnezytowych stale się nasilają.
