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    1. 行業動態 / Industry dynamic

      鎂碳磚在鋼包中的應用及其損毀機理

      發表時間:2024-02-21 訪問量:2294

      在鋼包中,爐渣的化學成分復雜多變,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。國內外就鋼包中鎂碳磚侵蝕機理做了大量的研究工作,詳細的歸納總結如下。

      爐渣對鎂碳磚的侵蝕

      在鋼包中,由于渣線部位復雜的物理化學環境,是該部位爐襯最易損毀。鋼渣對鎂碳磚的化學侵蝕主要通過對鎂砂的溶解,以及磚體中石墨的氧化,在兩個因素的共同作用下,導致鎂碳磚的損毀。

      01、堿度的影響:爐渣堿度越低,對鎂碳磚的侵蝕越有利,爐渣的堿度的升高會使爐渣內FeO的活度下降,FeO活度的下降會導致FeO的擴散能力下降,這樣就減弱了爐渣對鎂碳磚的侵蝕能力;

      02、MgO的影響:LF爐渣線殘磚的反應層中MgO含量很高,爐渣中的MgO含量低時,對鎂碳磚的侵蝕速率很大,并且堿度越低,對鎂碳磚的侵蝕越快。

      03、Al2O3的影響:爐渣中的Al2O3會降低爐渣的熔點和粘度,這樣大大增加了爐渣對鎂碳磚的滲透侵蝕,并且也可以從鎂砂晶界中對鎂砂進行侵蝕,使方鎂石解離。

      04、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,并且產生亮白色鐵珠,形成脫碳層,其次鎂砂會和爐渣中的FeO會形成低熔點的鎂富氏體。在鋼包反復加熱和冷卻的過程中,由于鎂富氏體和鎂鐵礦之間的相轉變伴隨著體積的變化,使工作面的方鎂砂產生裂紋,進而導致鎂砂的溶解,國外研究認為鋼渣中鐵含量增高對鎂碳磚的壽命不利,首先是鐵的氧化物加速了石墨的氧化,其次是增加了爐渣中MgO的溶解度,加快了方鎂石的溶解,就在這兩者的共同作用下是鎂碳磚被侵蝕。

      MgO-C磚中碳的氧化

      由于碳在工作襯熱面中的氧化,形成較薄的脫碳層,這是鎂碳磚損毀的首要原因。碳處在空氣中的CO2、O2以及SiO2等氧化物和爐渣中鐵的氧化物環境中而不斷被氧化,同時受到于磚中和鋼液中MgO的汽化作用;其次脫碳層的氣孔和熱力產生的裂紋中不斷滲入高溫液態熔渣,與氧化鎂反應形成新的化合物,由于化合物的熔點較低同時在強大的機械攪動和鋼渣沖刷的作用下磚的表面層發生質變并弱化,最后逐層脫落,鎂碳磚遭到嚴重損毀。溫度超過一定值后,磚體組織會受到破壞從而急劇蝕損,這是由于高溫下MgO與石墨開始發生反應了。

      氣孔的影響

      由于鎂碳磚中開口氣孔的存在,加劇了鎂碳磚的損毀。鎂碳磚在使用過程中,氣孔在碳的氧化損毀中起到了催化作用,進而爐渣對磚襯的侵蝕更加嚴重。外部空氣進入鎂碳磚中的開口氣孔進行冷卻,空氣中的氧氣與周圍的碳反應生成CO又經過氣孔排出進行加熱,兩個過程的不斷發生使得氣孔率逐漸增大。而氣孔產生的一個重要因素是鎂碳磚中的結合劑。結合劑一般主要成分為酚醛樹脂。如果摻入少量的酚醛樹脂,最終的氣孔率較低,約為3%左右。但酚醛樹脂在加熱后,分解產生H2O、H2、CH4、CO、CO2等氣體,由于氣體的流通形成氣孔,增大了氣孔率。這樣,鎂碳磚被通過氣孔的爐渣中的氧化物和空氣中的氧不斷侵蝕,碳的氧化損毀和爐渣與磚中MgO的反應都更加劇烈,從而造成鎂碳磚的損毀。由于過程具有反復性,鎂碳磚的損毀不斷加劇。




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