Erosi lapisan kerja refraktori biasanya diklasifikasikan sebagai erosi kimia, termal, dan mekanis, yang dapat terjadi secara tunggal atau kombinasi, dan kerusakan pada refraktori dapat terus menerus (pembubaran dan erosi) atau terputus-putus (retak dan pengelupasan), dengan pengelupasan yang menyebabkan terputusnya pemisahan lokal dari batu bata tahan api dan infiltrasi terak parah yang berpuncak pada pemadatan batu bata yang dekat dengan muka panas. . Perbedaan sifat pemuaian termal antara area yang dipadatkan dan yang tidak ditembus menciptakan tekanan internal yang besar, yang pada akhirnya mengarah pada pembentukan retakan dan retakan. Secara umum, kejutan termal yang kuat menyebabkan spalling termal.
Makalah ini berfokus pada erosi fisik refraktori untuk tungku peleburan tembaga, yaitu 'erosi termal' dan 'erosi mekanis'. Ini untuk memahami kondisi kerja bahan tahan api di tungku peleburan tembaga dan untuk memperpanjang masa pakai lapisan tungku dengan lebih baik dan lebih efektif.
1. Erosi termal
2.1.1 Suhu
Meskipun suhu layanan refraktori yang digunakan dalam tungku peleburan tembaga (1600-1700°C) jauh lebih tinggi daripada suhu layanan sebenarnya dari tungku peleburan tembaga, suhu tungku peleburan tembaga memainkan peran penting dalam kelangsungan erosi refraktori. Melalui reaksi antarmuka dengan zat-zat di kolam lelehan, kekuatan suhu tinggi dari batu bata tahan api berkurang secara signifikan, dan suhu yang meningkat jelas mengarah pada penurunan viskositas terak cair panas tinggi, peningkatan difusivitas dan erosi yang lebih cepat.
1.2 Kejutan termal
Fluktuasi suhu yang disebabkan oleh gangguan dan ketidakteraturan dalam pengoperasian tungku dapat menyebabkan tekanan di dalam batu bata tahan api, dan tekanan tersebut, begitu melebihi nilai batasnya, dapat menyebabkan retakan di dalam batu bata tahan api. Reaksi antarmuka antara muatan tungku dan batu bata tahan api dapat memadatkan struktur dan mempengaruhi kemampuan batu bata tahan api untuk menyerap tegangan. Stabilitas kejut termal bahan tahan api meningkat dengan meningkatnya ketangguhan material dan konduktivitas termal, dan meningkat dengan menurunnya koefisien muai panas dan modulus elastisitas. Rasio modulus pecah yang besar terhadap modulus elastisitas akan mengurangi pembentukan retakan dan meningkatkan elastisitas material.
2. Erosi mekanis
2.1 Abrasi
Abrasi pertama disebabkan oleh pergerakan bahan dalam tungku peleburan (termasuk logam cair, terak, muatan tungku dan debu yang terbentuk setelah penguapan gas), dan kedua oleh penyemprotan bahan ke dalam tungku selama proses khusus tertentu, yang semuanya merupakan faktor yang menyebabkan erosi terus menerus dari refraktori lapisan tungku.
2.2 Tegangan benturan
Efek tegangan ketukan, tumbukan dan penggilingan yang disebabkan oleh material tiupan ke dalam tungku peleburan menyebabkan retakan pada refraktori dan keausan refraktori.
2.3 Kelelahan mekanis
Penyebab dan akibat dari kelelahan mekanis serupa dengan kelelahan termal, dengan perbedaan bahwa kelelahan mekanis memengaruhi area yang lebih dalam pada bata tahan api daripada kelelahan termal, dan kelelahan mekanis cenderung lebih penting untuk tanur putar dengan beban yang berubah secara siklis.