钢包用含碳耐火材料的侵蚀机理研究

钢包用含碳耐火材料的损毁

耐火材料的侵蚀机理与熔渣的粘度、温度及与耐火材料的反应速度有关。熔渣在钢包时间长，含碳耐火材料的损坏程度较大;熔渣主要通过耐火材料中的气孔渗透和液相渗透，使此材料的结构组成发生变化，导致产生剥落，加快耐火材料的损毁;因此，耐火材料的损蚀程度与其结构组织，性能的不同而有所不同，进而影响钢包使用寿命。

钢包用含碳耐火材料(镁碳砖、铝镁砖、低碳镁碳砖)的损毁首先由于碳的氧化。形成脱碳层，导致结构疏松，强度下降，经过熔渣的物理冲刷，材料逐渐被侵蚀脱落。钢渣对镁碳砖的侵蚀机理，国内外研究一般认为主要原因是渣对MgO的溶解和碳的氧化。

熔渣对镁碳砖的侵蚀

镁碳砖的侵蚀主要是由于碳的氧化和镁砂的溶蚀，他们之间互相联系，互相影响。

①炉渣碱度对侵蚀性作用非常明显，当碱度升高时，FeO活度降低，熔渣对耐火材料的侵蚀速率变慢。

②镁砂的损毁也与熔渣侵蚀程度相关;LF炉渣线砖反应层中MgO含量较高，而MgO含量低的炉渣侵蚀程度较大，随着碱度降低，熔蚀加重。

③渣中Al2O3含量的增多，使渣的熔点降低，生成的铝酸盐会沿着气孔和裂纹进入到材料内部，从而破坏砖的结构;

④镁铁砖里的MgO能固溶渣中的FeO，生成镁富氏体。国外研究认为砖的侵蚀程度与Fe有关。

镁碳砖的碳氧化与气孔的影响

镁碳砖的工作面由于与熔渣接触，空气中的O2和渣中的氧化物等会对碳进行氧化，表面形成脱碳层，熔渣液相在高温下渗入脱碳层的气孔或裂纹中，使砖表面结构发生变化，在熔渣的物理冲刷下发生脱落，致使镁碳砖的毁坏。镁碳砖中的开口气孔对砖的损毁有重要影响。镁碳砖中的C主要通过气孔使其氧化，加快了熔渣的侵蚀。开口气孔的存在使得空气进入，空气中的O2与C反应生成CO，使气孔率变大;同时，镁碳砖使用的酚醛树脂结合剂在高温下会分解产生气孔排出，同样会造成气孔率增加，不利于砖的抗侵蚀性，促进了碳的氧化和熔渣与对镁砂的侵蚀，造成镁碳砖表面结构变得疏松发生脱落，降低砖的使用寿命。