A erosão do revestimento refratário é geralmente classificada como erosão química, térmica e mecânica, que pode ocorrer isoladamente ou em combinação, e o dano ao refratário pode ser contínuo (dissolução e erosão) ou descontínuo (rachaduras e lascas), com lascas levando a descontínuas separação local dos tijolos refratários e forte infiltração de escória culminando em adensamento dos tijolos próximo à face quente. . A diferença nas propriedades de expansão térmica entre as áreas densificadas e não penetradas cria grandes tensões internas, que eventualmente levam à formação de trincas e trincas. Em geral, choques térmicos fortes levam a lascas térmicas.
Este artigo enfoca a erosão física de refratários para fornos de fundição de cobre, ou seja, 'erosão térmica' e 'erosão mecânica'. Isso é para entender as condições de trabalho de materiais refratários em fornos de fundição de cobre e para estender melhor e mais efetivamente a vida útil do revestimento do forno.
1. Erosão térmica
2.1.1 Temperatura
Embora a temperatura de serviço dos refratários usados em fornos de fundição de cobre (1600-1700°C) seja muito maior do que a temperatura real de serviço dos fornos de fundição de cobre, a temperatura dos fornos de fundição de cobre desempenha um papel importante na continuidade da erosão refratária. Por meio de reações interfaciais com substâncias na poça de fusão, a resistência a alta temperatura dos tijolos refratários é significativamente reduzida, e a temperatura elevada leva claramente a uma redução na viscosidade da escória fundida de alto calor, maior difusividade e erosão mais rápida.
1.2 Choque térmico
As flutuações de temperatura causadas por interrupções e irregularidades na operação do forno podem causar tensões dentro dos tijolos refratários, e tais tensões, uma vez que ultrapassam seus valores limites, podem levar a rachaduras nos tijolos refratários. As reações interfaciais entre a carga do forno e os tijolos refratários podem densificar a estrutura e afetar adversamente a capacidade dos tijolos refratários de absorver tensões. A estabilidade ao choque térmico de materiais refratários aumenta com o aumento da tenacidade do material e da condutividade térmica, e aumenta com a diminuição do coeficiente de expansão térmica e do módulo de elasticidade. Uma grande proporção de módulo de ruptura para módulo de elasticidade reduzirá a formação de trincas e melhorará a elasticidade do material.
2. Erosão mecânica
2.1 Abrasão
A abrasão é causada primeiramente pelo movimento de materiais no forno de fundição (incluindo metal líquido, escória, carga do forno e poeira formada após a volatilização do gás) e, em segundo lugar, pela pulverização de materiais no forno durante certos processos especiais, todos os quais são fatores que levam à erosão contínua do refratário do forro do forno.
2.2 Estresse de colisão
Os efeitos de tensão de detonação, colisão e moagem causados pelo sopro de material no forno de fundição causam rachaduras no refratário e desgaste do refratário.
2.3 Fadiga mecânica
As causas e resultados da fadiga mecânica são semelhantes aos da fadiga térmica, com a diferença de que a fadiga mecânica afeta uma área mais profunda nos tijolos refratários do que a fadiga térmica, e que a fadiga mecânica tende a ser mais importante para fornos rotativos com cargas que mudam ciclicamente.