钢包用含碳耐火材料侵蚀机理研究

【摘要】： 本文在总结国内外钢包内衬用耐火材料损毁基础上,结合攀钢钢包冶炼条件,对攀钢钢包内衬使用后的残样、攀钢熔渣物化性能、渣蚀实验进行研究,着重探讨了不同碳含量镁碳砖的抗渣侵蚀机理。得到的主要结论如下。 (1)攀钢钢包渣线镁碳砖、包壁铝镁碳砖使用后的残样从工作面到中心部位都分为三层:脱碳层、过渡层、原质层。但二者各层的显微结构差别很大。镁碳砖脱碳层中生成了大量低熔点化合物CMS以及以铝硅酸钙为主的复杂的玻璃相,高熔点化合物MA生成量较少,被低熔相包围,整个脱碳层组织结构疏松。包壁铝镁碳砖脱碳层生成了大量高熔点化合物MA,使脱碳层组织结构较为致密化。 (2)转炉终渣TFe、V_2O_5含量较多。钢包高、中、低碳钢渣碱度变化较大。转炉终渣的流动点温度较其它三种熔渣的低。XRD结果表明除了转炉终渣部分以非晶态形式存在,其它三种熔渣以镁铝尖晶石、铝硅酸钙、钙镁橄榄石及其复杂的固溶体形式存在。 (3)熔渣对镁碳砖侵蚀程度为:转炉终渣高碳钢渣低碳钢渣中碳钢渣。对低碳镁碳砖侵蚀程度为:转炉终渣中碳钢渣高碳钢渣低碳钢渣。研究发现,无论对于何种熔渣,其侵蚀程度的变化规律近似于:镁碳砖较差,低碳镁碳砖较好,铝镁碳砖居中。 (4)镁碳砖碳氧化后形成的脱碳层组织结构疏松,并且生成大量低熔点CMS、铝硅酸钙等。这些低熔点化合物形成连续相渗透于MgO颗粒周围,分解镁砂,使骨料破坏,加速MgO-C砖的损毁。而低碳镁碳砖碳氧化后形成微细化气孔,此微孔中生成的高熔点相MA容易过饱和而沉淀。因此增加了固-固直接结合程度,使脱碳层的组织结构更加致密,从而阻止熔渣向砖内渗透,以及耐火材料向熔渣中溶解,使材料的抗渣侵蚀性能得到提高。