煉鋼用鎂質(zhì)類耐火磚主要應(yīng)用在轉(zhuǎn)爐或者鋼包電爐中,,轉(zhuǎn)爐有堿性轉(zhuǎn)爐和酸性轉(zhuǎn)爐常見的堿性轉(zhuǎn)爐比較多。其中為什么要用鎂質(zhì)類耐火磚作為爐襯就要先從煉鋼與耐火材料的關(guān)系和損毀機理說起,。
爐襯耐火材料的損毀機理與耐火材料的化學(xué)成分,、礦物結(jié)構(gòu),煉鋼工藝過程等一些十分復(fù)雜的因素有密切關(guān)系,,因此要在理論上完全說清楚幾乎是不可能的,。但是,人們對煉鋼熔體與耐火材料之間的高溫物理化學(xué)反應(yīng)做過大量的研究,,但是現(xiàn)在所能作出的結(jié)論,,也還只是宏觀的或是經(jīng)驗性的。歸納起來爐襯損毀的原因大致分為四類:
① 機械沖擊和磨損 ②耐火材料高溫溶解 ③高溫溶液滲透 ④高溫下氣相揮發(fā)
一:鎂質(zhì)類耐火磚在轉(zhuǎn)爐中的損毀機理
轉(zhuǎn)爐渣的成分主要為CaO,,SiO2,,F(xiàn)eO等,當(dāng)爐渣堿度偏低時,,對以CaO,,MgO為主要成分的爐襯耐火材料侵蝕嚴重,爐襯壽命降低:相反,,當(dāng)爐渣堿度較高時,,爐襯的侵蝕則較輕微,爐襯壽命也相對有所提高,。爐渣中含有氟離子,、金屬錳離子等時,或者熔池溫度升高到1700℃以上,,溶液的粘度會急驟下降,,爐襯的損毀速度加快,壽命大幅度降低,。所以轉(zhuǎn)爐鋼水溫度偏高,,會使?fàn)t襯壽命相應(yīng)降低。
溶液滲入耐火材料內(nèi)部的成分包括:渣中的CaO,、SiO2,、FeO:鋼液中的Fe、Si,、AL,、Mn、C甚至還包括金屬蒸汽,、CO氣體等,。這些滲入成分沉集在耐火材料的毛細孔道中,造成耐火材料工作面的物理化學(xué)性能與原耐火材料基體的不連續(xù)性,,在轉(zhuǎn)爐操作的溫度急變下,,出現(xiàn)裂紋,、剝落和機構(gòu)疏松,嚴格地說這個損毀過程要比溶解損毀過程嚴重得多,。
因此,,要降低溶液對耐火材料的滲透,措施有:a應(yīng)降低爐襯耐火材料的氣孔率和氣孔的孔徑:b.在耐火材料中加入與溶液不易潤濕的材料,,如石墨,、碳素等:C.嚴格控制溶液的粘度,即控制冶煉強度,、控制出鋼溫度等,。
二:鎂碳磚的渣浸蝕過程:
由爐襯材料的抗渣侵蝕性試驗,可得出鎂碳磚的渣浸蝕過程為:石墨氧化→方鎂石相被渣中SiO2,、Fe2O3侵蝕→反應(yīng)生成的低熔物被熔失,。
在含碳爐襯的耐火材料中,隨著碳含量的增加抗渣侵蝕性會有提高,,但不是碳含量越高越好,因為碳含量越高,,氧化失碳后爐襯耐火材料的結(jié)構(gòu)越疏松,,使用效果會變差。
三:轉(zhuǎn)爐爐襯耐火材料抗侵蝕的認識:
通過從大量的抗渣試驗研究和轉(zhuǎn)爐實際操作可以得出一些爐襯耐火材料抗侵蝕的認識:
(1)鐵水成分對爐襯耐火材料壽命有顯著影響,,特別是硅,、磷、硫的含量,。
(2)轉(zhuǎn)爐終點溫度過高將導(dǎo)致爐襯壽命降低,,特別是當(dāng)終點溫度在1700℃以上,每提高10℃,,爐襯耐火材料的侵蝕速率都會有顯著增加,。
(3)提高爐渣堿度有利于降低爐渣對堿性耐火材料的侵蝕。
(4)提高渣中的MgO含量,,可以降低爐渣對爐襯耐火材料的侵蝕,。
(5)提高渣中FeO含量會導(dǎo)致爐襯耐火材料侵蝕加劇。
(6)轉(zhuǎn)爐吹煉初期,,渣堿度比較低,,對爐襯侵蝕嚴重,應(yīng)采用白云石造渣,,使渣中MgO含量接近飽和狀態(tài)
(7)白云石,、鎂白云石耐火材料中Mgo的抗渣侵蝕性要由于CaO,但是有CaO存在可以提高耐火材料的高溫?zé)崴苄院涂乖鼭B透性,。
(8)要求爐襯耐火材料的原料有較高的純度,,如鎂白云石砂要求雜質(zhì)總量SiO2+AL2O3+FeO 小于3%:其它如電熔鎂砂,、石墨等也有類似要求。