Garis sanga senduk adalah bahagian di mana keluli cair bersentuhan langsung dengan udara. Pada masa ini,bata karbon magnesiakebanyakannya digunakan untuk pembinaan garis sanga senduk. Disebabkan oleh perbezaan suhu dan kewujudan persekitaran yang kaya dengan oksigen, kadar hakisan bahagian ini adalah lebih cepat daripada bahagian lain. Di samping itu, tipping dan pelepasan sanga keluli cair semasa operasi menyebabkan kerosakan besar pada garis sanga. Oleh itu, garisan sanga senduk adalah salah satu bahagian yang mempunyai kekerapan penyelenggaraan tertinggi.
Hayat garis sanga senduk terutamanya dipengaruhi dan dihadkan oleh tiga aspek: persekitaran luaran, kualiti refraktori dan kaedah batu.
1. Persekitaran luaran
Senduk ialah peranti untuk menerima keluli cair dan menjalankan operasi menuang. Suhu keluli cair selalunya sekitar 1500 darjah . Apabila garis sanga senduk bersentuhan dengan udara pada suhu ini, tindak balas pengoksidaan yang kuat akan berlaku. Di samping itu, perbezaan suhu permukaan sentuhan antara keluli cair dan udara juga mempunyai kesan yang sangat kuat pada garis sanga senduk. Perbezaan suhu yang besar akan sangat menguji kestabilan terma garis sanga senduk[20]. Semasa operasi penerimaan dan lambakan yang kerap, refraktori akan menghasilkan tahap keretakan tertentu. Oleh itu, dalam persekitaran luaran, pengoksidaan pada suhu tinggi mempunyai kesan yang besar terhadap hakisan garisan sanga. Pada masa yang sama, perubahan besar dalam suhu mengemukakan keperluan yang tinggi pada kestabilan haba bahan refraktori. Di bawah interaksi kehilangan lebur dan keruntuhan bahan refraktori, garis sanga sudu mudah rosak, dan kemudian penyusupan keluli berlaku.
Sanga penapisan LF mudah menyebabkan pengoksidaan dan penyahkarburan bata karbon magnesia. Sanga LF mempunyai kelikatan yang agak rendah pada suhu tinggi, mempunyai kebolehtelapan yang kuat dalam lapisan penyahkarbonan, dan mempunyai keterlarutan yang tinggi dalam magnesium oksida. Pada masa yang sama, sanga mudah untuk menembusi ke dalam sempadan butiran periclase untuk mengasingkan zarah pasir magnesia, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2 (SA ialah sanga dalam rajah; TA ialah persilangan tiga keping). Oleh itu, hayat perkhidmatan bata karbon magnesit garis slag LF adalah agak rendah. Shen et al. mengkaji secara sistematik mekanisme kerosakan batu bata karbon magnesium senduk dalam proses penapisan LF, menunjukkan bahawa agregat butiran MgO yang lebih kecil mudah dihakis oleh sanga suhu tinggi. Selepas hakisan, sanga akan terus menembusi ke bahagian dalam agregat MgO di sepanjang sempadan butiran periklas, akhirnya menyebabkan pembelahan agregat periklas.
2. Kualiti refraktori
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%) adalah agak mudah.
Disebabkan oleh kerentanan bata karbon magnesit kepada kelembapan dan pengaruh pemilihan formula, prestasi bata karbon magnesia akan terjejas pada tahap tertentu. Selepas bata karbon magnesia lembap, struktur menjadi longgar, dan air keluar pada suhu tinggi untuk menghasilkan berbilang saluran kosong, yang akan memberi kesan negatif terhadap kestabilan terma dan rintangan kakisan bata ini, dan keupayaan untuk mengatasi keluli cair akan juga menjadi sangat lemah. MgO-C sangat sensitif terhadap lelasan termomekanikal kerana pekali pengembangan terma MgO mempunyai kebolehbalikan yang tinggi. Pengikat bata karbon magnesia juga merupakan faktor penting yang mempengaruhi kualiti bata karbon magnesia. Pengikat terlalu banyak atau terlalu sedikit akan menjejaskan prestasi bata karbon magnesia. Pengikat yang terlalu sedikit akan menyebabkan serbuk bata karbon magnesia diikat dengan longgar dan mudah dicuci dan dikupas; pengikat yang terlalu banyak akan menyebabkan kestabilan kejutan haba dan refraktori bata karbon magnesia merosot, dan terlalu banyak unsur berbahaya akan ditambah kepada keluli cair.
Apabila senduk menerima keluli cair daripada penukar, ia akan disertai dengan sejumlah besar sanga. Takat lebur rendah 2CaO·SiO2 dalam sanga larut ke dalam sempadan butiran MgO dan bertindak balas secara kimia dengan unsur kekotoran surih dalam lapisan MgO, yang memainkan peranan utama dalam pembubaran bahan refraktori magnesia. Dari perspektif sanga penukar, penyelidikan mengenai peningkatan prestasi batu bata refraktori karbon magnesia terutamanya tertumpu pada pasir magnesia, antioksidan dan struktur mikro.
Selain itu, penambahan antioksidan kepada bata karbon magnesia juga menjejaskan kualitinya. Untuk meningkatkan rintangan pengoksidaan bata magnesia-karbon, sejumlah kecil aditif sering ditambah. Aditif biasa termasuk Si, Al, Mg, Al-S, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si-Mg-Ca, SiC, B4C, BN dan aditif siri Al-BC dan Al-SiC-C. Peranan aditif terutamanya mempunyai dua aspek: dalam satu tangan, dari sudut termodinamik, pada suhu kerja, aditif atau aditif bertindak balas dengan karbon untuk menghasilkan bahan lain. Pertalian mereka dengan oksigen adalah lebih besar daripada karbon dengan oksigen, dan mereka teroksida sebelum karbon, dengan itu melindungi karbon. Sebaliknya, dari sudut pandangan kinetik, sebatian yang dihasilkan oleh tindak balas bahan tambahan dengan O2, CO atau karbon mengubah struktur mikro bahan refraktori komposit karbon, seperti meningkatkan ketumpatan, menyekat liang, dan menghalang resapan oksigen dan hasil tindak balas [28]. Pada masa ini, serbuk Al digunakan terutamanya dalam bata karbon magnesia untuk mengelakkan pengoksidaan karbon. Walaupun Al mempunyai keupayaan anti-pengoksidaan yang kuat, pada suhu tinggi, Al bertindak balas dengan C dan N2 untuk membentuk sebatian karbon dan nitrogen Al. Antaranya, Al karbida mudah terhidrat dalam proses dari suhu tinggi ke suhu rendah, mengakibatkan pembentukan lompang di dalam bata karbon magnesia, yang menyebabkan struktur menjadi longgar dan retak.
3. Kaedah batu
Bata karbon magnesium dalam garisan sanga senduk secara amnya menggunakan batu kering (susunan bata secara langsung tanpa ikatan lumpur api) dan batu basah (menggunakan lumpur api yang digabungkan dengan bata tahan api). Kelebihan batu kering ialah ia meminimumkan kesan lumpur api. Di bawah keadaan suhu tinggi, disebabkan oleh bahan bata mag-c yang berbeza dan lumpur api, kadar pengembangan haba adalah berbeza kerana suhu, yang mudah menghasilkan jurang pada permukaan sentuhan. Kelemahan kaedah ini ialah bata tidak boleh dijamin 100% dalam hubungan rapat. Pada masa yang sama, apabila bata karbon magnesia mengembang kerana haba, tidak ada ruang untuk penimbal antara batu bata, yang menyebabkan batu bata diperah dan pecah; atau disebabkan oleh pengembangan batu bata, keseluruhan cincin garisan sanga terangkat secara keseluruhan, dan daya penyemperitan yang besar menyebabkan plat tepi berubah bentuk, dan bahan refraktori kehilangan perlindungan dan dibasuh dan dikupas, yang menimbulkan lebih besar. ancaman kepada kualiti garisan sanga.
Kaedah batu basah adalah serupa dengan kaedah batu dalam bangunan, tetapi ia lebih ketat dalam keperluan. Kelebihan kaedah ini ialah ia dapat mengelakkan jurang yang mungkin berlaku dalam batu kering. Pada masa yang sama, lumpur api lemah pada suhu tinggi. Apabila bata karbon magnesia mengembang kerana haba, ia boleh mengalir untuk menyesuaikan diri dengan perubahan dalam jurang antara bata, menyebarkan daya penyemperitan antara bata, dengan itu mengelakkan penjanaan jurang. Kelemahan kaedah ini ialah penggunaan lumpur api menjadikan struktur garisan sanga tidak stabil dan meningkatkan kesukaran batu. Sekiranya lumpur api tidak sekata, masih terdapat jurang antara batu-bata.
