在鋼包中,爐渣的化學成分複雜多(duō)變,溫度變動劇(jù)烈而頻繁,尤其在鋼包渣線部(bù)位,因此在渣線部位(wèi)往往應用性能優良的鎂碳磚。國內外就鋼包中在爐渣中的侵蝕(shí)機理做了深入深(shēn)究,詳細的歸(guī)納總(zǒng)結如下。
(1) 爐渣對鎂碳磚(zhuān)的侵蝕:
在鋼包中(zhōng),由於渣線部位複雜的物理(lǐ)化學環境,導致該部位爐襯最易損毀(huǐ)。爐渣對鎂碳磚的化學侵蝕主要通過對氧化鎂的溶解,以及對鎂碳磚基體中(zhōng)碳的氧化,並在以下因素的共同作用下,導致鎂碳磚的損毀:
1、堿(jiǎn)度的(de)影響:爐渣的堿度越低(dī),對鎂碳磚的侵蝕越有利,若爐渣堿度升高,使渣(zhā)中SiO2的活(huó)度降低,可以降低對碳的氧化,同時隨著堿度的升高,爐渣中的FeO的活度下降,相對減緩了熔渣對鎂碳磚的侵蝕行為(wéi);電爐(lú)鎂碳磚
2、MgO的影響:Osbom等在對LF爐渣線部位(wèi)進行成(chéng)分分析時發現,掛渣層中(zhōng)MgO的含量高達30%,並認為爐渣中MgO的含量越高,鎂碳磚侵蝕越慢,堿度越高,同樣使爐渣對鎂碳(tàn)磚的侵蝕減緩。
3、Al2O3的影響:爐渣中的Al2O3會降低爐渣的熔點和粘度(dù),增大爐渣與耐火材料的潤濕性,使爐渣(zhā)更容易從長春鎂砂晶界處(chù)滲透,使方鎂石脫離(lí)鎂碳磚基體。
4、FeO的(de)影響:首(shǒu)先渣中FeO在高溫下很容易(yì)與鎂碳(tàn)磚中石墨發生氧化反應,並且產生亮(liàng)白色鐵珠,形成脫碳層,其次鎂碳磚(zhuān)中的(de)方鎂石亦(yì)會同爐渣中的FeO反(fǎn)應生成低熔點產物。
在鋼包反複加熱和冷卻(què)的過程(chéng)中,由於形成的鎂鐵複合低熔點產物和鎂鐵礦之間的熱膨脹率不一致,使耐火材料表麵的氧化鎂發(fā)生破碎,進而導致磚體的溶(róng)解。國外學者也認為鋼渣中鐵含量增高對鎂碳磚的壽命不利,首先鐵FeO加速了鎂碳(tàn)磚表麵碳的氧化,其次是FeO會與MgO反應,使鎂碳磚工作麵結構(gòu)疏鬆,就在這兩點的共同作用下(xià)使鎂碳磚加(jiā)快侵蝕。
(2) 鎂(měi)碳磚中碳的氧化:
鎂碳磚與熔渣(zhā)接觸時,碳會(huì)與熔渣中的(de)FeO等氧化物發生脫碳反應,在一定(dìng)條件下形(xíng)成脫碳層,致使鎂碳磚工作(zuò)麵結構疏鬆,這是鎂碳磚損毀的主要原因。碳和CO2、O2以及SiO2等氧化物反(fǎn)應並(bìng)被爐渣中鐵氧化(huà)物不斷氧化;其次脫碳層形成的疏鬆(sōng)結構(gòu)在熱膨脹與熔渣的衝刷作用下產生更大的裂紋與(yǔ)孔(kǒng)隙,使爐渣方便滲透,並(bìng)與MgO形成低熔點相,同時在熔池劇烈的機械攪動和鋼渣猛烈衝刷的作用下鎂碳磚的表麵層結構(gòu)組織發生改變,最終由外向(xiàng)內逐漸損毀,致使鎂(měi)碳磚遭到嚴重破壞。在溫度超過一定值後,磚(zhuān)體組織會受到破壞從而急劇蝕損,這是由於高溫下MgO與石墨開始(shǐ)發生自耗反應了。電爐鎂(měi)碳磚
(3) 氣孔的影響:
由於鎂碳磚內部與表麵微氣孔的存在,鎂碳磚的侵蝕更(gèng)容易發生。鎂碳磚(zhuān)在使用過程中,氣孔在脫碳層的形成中起(qǐ)到了加速作用(yòng),進而使爐渣對鎂碳磚耐火材料的侵蝕更為嚴重(chóng)。外部空(kōng)氣進入鎂碳磚中的氣孔(kǒng)進行冷卻的同時空氣中(zhōng)的氧氣與周圍的碳反應生成CO氣體(tǐ)並經過微氣孔排出,兩個過程的持續發生使得氣(qì)孔率與氣孔大(dà)小逐漸增大。而產生氣孔的最重要(yào)因素是鎂碳磚中粘結劑的選用。粘結劑一般情況下選用酚醛樹脂。如果在鎂碳磚中加入少量的酚醛(quán)樹(shù)脂(zhī),冷態情(qíng)況下孔隙率不會太高約(yuē)為3%,但酚醛樹脂在加熱後,會(huì)分解產生水、氫氣、甲烷、一(二)氧化碳等氣體,並在這些氣體的流動(dòng)下形成氣孔,增大了孔隙率。因此鎂碳磚被穿過氣孔的爐渣侵蝕(shí),使(shǐ)碳的氧化和MgO的溶解都更加(jiā)劇烈,從而對鎂碳磚造成破壞(huài)。由於產生氣體過(guò)程具有反複(fù)性,鎂碳磚的損毀不斷加劇。
上一篇:長春鎂磚的用途和相關性能
下一篇(piān):長春耐火材料行業電爐鎂碳磚要求提高