Kulpi räbu liin on osa, kus sulateras puutub otse kokku õhuga. Praegusel ajalmagneesiasüsiniktellisedkasutatakse enamasti kulbräbu liini ehitamiseks. Temperatuuride erinevuse ja hapnikurikka keskkonna olemasolu tõttu on selle osa erosioonikiirus oluliselt kiirem kui teistel osadel. Lisaks põhjustab sulaterase kallutamine ja räbu töötamise ajal suuri kahjustusi räbutorustikule. Seetõttu on kulbi räbu liin üks suurima hooldussagedusega osi.
Kulbräbu liini eluiga mõjutavad ja piiravad peamiselt kolm aspekti: väliskeskkond, tulekindel kvaliteet ja müüritise meetod.
1. Väliskeskkond
Kulp on seade sulaterase vastuvõtmiseks ja valamistoimingute tegemiseks. Sulaterase temperatuur on sageli umbes 1500 kraadi. Kui kulbi räbu liin puutub sellel temperatuuril kokku õhuga, toimub tugev oksüdatsioonireaktsioon. Lisaks avaldab sulaterase ja õhu kokkupuutepinna temperatuuride erinevus väga tugevat mõju ka kulbi räbu liinile. Suur temperatuuride erinevus paneb tõsiselt proovile kulbi räbu liini termilise stabiilsuse[20]. Sagedaste vastuvõtu- ja mahalaadimistoimingute ajal tekitab tulekindel aine teatud määral pragusid. Seetõttu on väliskeskkonnas kõrgel temperatuuril oksüdatsioonil suur mõju räbuliini erosioonile. Samal ajal seab tohutu temperatuurimuutus kõrged nõuded tulekindlate materjalide termilisele stabiilsusele. Sulamiskao ja tulekindlate materjalide kokkuvarisemise koosmõjul saab kulbi räbu liin kergesti kahjustada ja seejärel toimub terase imbumine.
LF-i rafineerimisräbu on lihtne põhjustada magneesiumoksiidtelliste oksüdeerumist ja dekarburiseerimist. LF-räbu viskoossus on kõrgel temperatuuril suhteliselt madal, sellel on dekarbureerimiskihis tugev läbilaskvus ja kõrge lahustuvus magneesiumoksiidis. Samal ajal on räbu lihtne tungida periklaasi terade piiridesse, et eraldada magneesiumoksiidliivaosakesed, nagu on näidatud joonisel 2 (SA on joonisel räbu; TA on kolme tüki ristumiskoht). Seetõttu on LF räbuliini magnesiidist süsiniktelliste kasutusiga suhteliselt madal. Shen et al. süstemaatiliselt uurinud kulbiga magneesium-süsiniktelliste kahjustusmehhanismi LF-i rafineerimisprotsessis, mis näitab, et väiksemaid MgO teraagregaate erodeerib kergesti kõrge temperatuuriga räbu. Pärast erosiooni jätkab räbu tungimist MgO agregaadi sisemusse piki periklaasi terade piiri, põhjustades lõpuks periklaasi agregaadi lõhustumise.
2. Tulekindel kvaliteet
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%) on suhteliselt lihtne.
Magnesiit-süsiniktelliste tundlikkuse tõttu niiskuse suhtes ja valemivaliku mõju tõttu mõjutab magneesiit-süsiniktelliste toimivus teatud määral. Pärast seda, kui magneesiumoksiidsüsiniktellised on niisked, muutub struktuur lahti ja vesi pääseb kõrgel temperatuuril välja, tekitades mitu tühja kanalit, mis avaldab negatiivset mõju nende telliste termilisele stabiilsusele ja korrosioonikindlusele ning võime toime tulla sulaterasega. samuti tugevasti nõrgendada. MgO-C on termomehaanilise hõõrdumise suhtes väga tundlik, kuna MgO soojuspaisumistegur on suure pöörduvusega. Magneesiumoksiidtellise sideaine on samuti oluline magneesiumoksiidtellise kvaliteeti mõjutav tegur. Liiga palju või liiga vähe sideainet mõjutab magneesiumoksiidtellise toimivust. Liiga vähe sideainet põhjustab magneesiumoksiidtellise pulbri lõdvalt seotust ning kergesti pestavat ja maha kooruvat; liiga palju sideainet põhjustab magneesiumoksiidtelliste termilise šoki stabiilsuse ja tulekindluse halvenemist ning sulaterasele lisatakse liiga palju kahjulikke elemente.
Kui kulp saab konverterist sulaterase, kaasneb sellega suur kogus räbu. Madal sulamistemperatuur 2CaO·SiO2 räbus lahustub MgO tera piiriks ja reageerib keemiliselt MgO kihis olevate lisandite mikroelementidega, millel on suur roll magneesiumoksiid tulekindlate materjalide lahustamisel. Konverteri räbu vaatenurgast keskenduvad magneesiumoksiidsüsinikust tulekindlate telliste jõudluse parandamise uuringud peamiselt magneesiumoksiidliivale, antioksüdantidele ja mikrostruktuurile.
Lisaks mõjutab magneesiumoksiidtellistele ka nende kvaliteeti antioksüdantide lisamine. Magneesiumoksiid-süsiniktelliste oksüdatsioonikindluse parandamiseks lisatakse sageli väikeses koguses lisaaineid. Levinud lisandid on Si, Al, Mg, Al-S, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si-Mg-Ca, SiC, B4C, BN ja Al-BC ning Al-SiC-C seeria lisandid. Lisandite rollil on peamiselt kaks aspekti: ühelt poolt termodünaamilisest vaatenurgast, töötemperatuuril reageerivad lisandid või lisandid süsinikuga, tekitades muid aineid. Nende afiinsus hapnikuga on suurem kui süsiniku afiinsus hapnikuga ja nad oksüdeeruvad enne süsinikku, kaitstes seeläbi süsinikku. Teisest küljest muudavad lisandite reaktsioonil O2, CO või süsinikuga tekkivad ühendid kineetilisest küljest tulekindlate süsinikkomposiitmaterjalide mikrostruktuuri, nt suurendavad tihedust, blokeerivad poorid ning takistavad hapniku difusiooni ja reaktsioonisaadused [28]. Praegu kasutatakse Al-pulbrit peamiselt magneesiumoksiidtellistes, et vältida süsiniku oksüdatsiooni. Kuigi Al-l on tugev antioksüdatsioonivõime, reageerib Al kõrgel temperatuuril C ja N2-ga, moodustades Al-süsiniku- ja lämmastikuühendeid. Nende hulgas on Al-karbiidi lihtne hüdraatida kõrgest temperatuurist madalale temperatuurile, mille tulemusena tekivad magneesiumoksiidtellise sees tühimikud, mis põhjustab struktuuri lõdvenemist ja pragunemist.
3. Müürikivi meetod
Kulbiga räbuliinis olevad magneesiumsüsiniktellised kasutavad üldiselt kuiva müüritist (otse telliste virnastamine ilma tulemuda sidumiseta) ja märga müüritist (kasutades tulemuda kombineerituna tulekindlate tellistega). Kuiva müüritise eeliseks on see, et see minimeerib tulemuda mõju. Kõrge temperatuuri tingimustes on mag-c telliste ja tulemuda erinevate materjalide tõttu soojuspaisumiskiirus erinev temperatuurist tulenevalt, mistõttu on kontaktpinnale lihtne lünki tekitada. Selle meetodi puuduseks on see, et ei saa garanteerida, et tellised on 100% tihedas kontaktis. Samal ajal, kui magneesiumoksiidsüsiniktellised paisuvad kuumuse mõjul, ei jää ruumi telliste vahel puhverdamiseks, mis põhjustab telliste pigistamist ja purunemist; või telliste paisumise tõttu tõuseb kogu räbuliini rõngas tervikuna ja tohutu ekstrusioonijõud põhjustab servaplaadi deformatsiooni ning tulekindel materjal kaotab kaitse ning pestakse ja koorub maha, mis tekitab suurema oht räbuliini kvaliteedile.
Märgmüürimismeetod sarnaneb hoonete müüritise meetodile, kuid see on nõuete poolest rangem. Selle meetodi eeliseks on see, et see võimaldab hästi vältida tühimikke, mis võivad tekkida kuivas müüritises. Samas on tulemuda kõrgetel temperatuuridel nõrk. Kui magneesiumoksiidsüsiniktellised kuumuse mõjul paisuvad, võivad need voolata, et kohaneda muutustega tellistevahelistes vahedes, hajutades telliste vahel ekstrusioonijõudu, vältides seeläbi tühimike teket. Selle meetodi puuduseks on see, et tulemuda kasutamine muudab räbuliini struktuuri ebastabiilseks ja suurendab müüritise raskust. Kui tulemuda on ebaühtlane, jäävad telliste vahele ikkagi vahed.
