在鋼包中,爐渣(zhā)的化學成分複雜多變,溫度變動劇烈而頻繁,尤其在鋼包渣線部位,因此在渣線部位往往應用性能優良的鎂碳磚。國內外就鋼包中在爐渣(zhā)中的侵(qīn)蝕機理做了深入深究,詳細的歸(guī)納(nà)總結如下。
(1) 爐渣對(duì)鎂碳磚的侵蝕:
在鋼(gāng)包(bāo)中,由於渣線部位複雜(zá)的物理化學環境,導致該部位爐襯最易損毀。爐渣對(duì)鎂碳(tàn)磚的化學侵蝕(shí)主要通過對氧化鎂的溶解,以及對(duì)鎂(měi)碳磚基體中碳的氧化,並在以下因素的共同作用下,導致(zhì)鎂碳(tàn)磚的損毀(huǐ):
1、堿度的影響:爐渣的堿度越低,對鎂碳磚的侵蝕越有利(lì),若爐渣堿度升高,使渣中SiO2的(de)活度(dù)降低,可以降低對(duì)碳的(de)氧化,同(tóng)時隨著堿度的升高,爐(lú)渣(zhā)中(zhōng)的FeO的活度下降,相對減緩了熔渣對鎂碳磚的侵蝕行為;電爐鎂碳磚
2、MgO的影響:Osbom等在(zài)對LF爐渣線部位進行成(chéng)分分析時發現,掛渣層中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(zhā)對鎂(měi)碳磚的侵蝕減緩(huǎn)。
3、Al2O3的影響:爐渣中的Al2O3會降低爐渣的(de)熔點和粘度,增大爐渣與耐火材料的潤濕性,使爐渣更容易從湖北鎂砂晶界處滲(shèn)透,使方(fāng)鎂石脫離(lí)鎂碳磚基體。
4、FeO的影響:首先渣中FeO在高溫下很容易與鎂碳磚中石墨發生氧化反應,並且產生亮白色鐵(tiě)珠,形成脫碳層,其次鎂碳(tàn)磚中的方鎂(měi)石亦會同爐渣中的FeO反(fǎn)應生成低熔點產物。
在鋼包反複加熱和冷卻的過程中,由於形成的鎂鐵複合低熔點產物(wù)和鎂鐵礦之間的熱膨脹率不一(yī)致,使耐火材料表麵的氧化鎂發(fā)生破碎(suì),進而(ér)導致磚體的溶解。國外學者也認為鋼渣中鐵含量增高對鎂碳磚(zhuān)的壽命不利,首先(xiān)鐵FeO加速了鎂碳(tàn)磚表麵碳的氧(yǎng)化,其次是FeO會與MgO反應(yīng),使(shǐ)鎂碳磚工作麵結構疏鬆(sōng),就在這兩(liǎng)點的共同作用下使鎂碳磚加(jiā)快侵蝕。
(2) 鎂碳磚(zhuān)中碳的氧化(huà):
鎂碳磚與熔渣接觸時,碳會與熔渣中的FeO等氧化物發生脫碳反應(yīng),在一定條件下形成脫碳層,致(zhì)使鎂碳磚工作麵結構疏鬆,這是鎂碳磚損毀的主要原因。碳和CO2、O2以及(jí)SiO2等氧(yǎng)化物反應並被爐渣中(zhōng)鐵氧(yǎng)化物不(bú)斷氧化;其次脫碳層形成的疏鬆(sōng)結構在熱膨脹與熔渣的衝刷作用下產生更大(dà)的裂紋與孔隙,使爐渣方便滲透(tòu),並與MgO形成低熔點相,同時在熔池劇烈的機械攪動和鋼渣猛(měng)烈衝刷的作用(yòng)下鎂碳磚的表麵層結構組織發生改變,最終由外向內(nèi)逐漸損毀,致使鎂碳磚遭(zāo)到嚴重破壞。在溫度超過一定值(zhí)後,磚體組織會受到破壞(huài)從而急劇蝕損,這(zhè)是由於高(gāo)溫下MgO與石(shí)墨開始發生自耗反應了。電爐鎂碳磚
(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(zhuān)的侵蝕更容易發(fā)生。鎂碳磚在使用過程中,氣孔在脫碳層的形成中起到了(le)加速作用,進而使爐(lú)渣對鎂碳磚耐(nài)火材(cái)料的侵蝕(shí)更(gèng)為嚴重。外部空氣進入鎂碳磚中的氣孔進行冷(lěng)卻的同時空氣中的氧氣與周圍的碳反應(yīng)生成CO氣體並經過微氣孔排出(chū),兩個過程的持續發生使(shǐ)得氣孔率與氣孔大小逐漸增大。而產生氣孔的(de)最重要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(zhōng)加入少(shǎo)量的酚醛(quán)樹脂,冷(lěng)態情況下孔隙率不會太高約為3%,但酚醛樹脂在加熱後(hòu),會分解產生水、氫氣、甲烷、一(二)氧化碳等氣體,並(bìng)在這些氣體的流動下形成氣孔,增大了孔隙率。因(yīn)此鎂(měi)碳磚被穿過氣孔的爐(lú)渣侵蝕,使(shǐ)碳的氧化和MgO的溶解(jiě)都更加劇烈,從而對鎂碳磚造成破壞。由於產生氣體(tǐ)過程具有反複性,鎂碳磚的損毀不(bú)斷加(jiā)劇。
上(shàng)一篇:湖北鎂(měi)磚的用途和相關性能