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炉渣的化学侵蚀方面讲讲炉渣对镁碳砖的侵蚀有哪些?

发表时间:2022-04-22 访问量:19876

上回我们讲的是关于镁碳砖的损毁的物理渗透方面,今天我们从炉渣的化学侵蚀方面讲讲炉渣对镁碳砖的侵蚀有哪些?

在钢包反复加热和冷却的过程中,由于形成的镁铁复合低熔点产物和镁铁矿之间的热膨胀率不一致,使耐火材料表面的氧化镁发生破碎,进而导致砖体的溶解。钢渣中铁含量增高对镁碳砖的寿命不利,首先铁FeO加速了镁碳砖表面碳的氧化,其次是FeO会与MgO反应,使镁碳砖工作面结构疏松,就在这两点的共同作用下使镁碳砖加快侵蚀。

镁碳砖与熔渣接触时,碳会与熔渣中的FeO等氧化物发生脱碳反应,在一定条件下形成脱碳层,致使镁碳砖工作面结构疏松,这是镁碳砖损毁的主要原因。碳和CO2、O2以及SiO2等氧化物反应并被炉渣中铁氧化物不断氧化;其次脱碳层形成的疏松结构在热膨胀与熔渣的冲刷作用下产生更大的裂纹与孔隙,使炉渣方便渗透,并与MgO形成低熔点相,同时在熔池剧烈的机械搅动和钢渣猛烈冲刷的作用下镁碳砖的表面层结构组织发生改变,最终由外向内逐渐损毁,致使镁碳砖遭到严重破坏。在温度超过一定值后,砖体组织会受到破坏从而急剧蚀损,这是由于高温下MgO与石墨开始发生自耗反应了。

由于镁碳砖内部与表面微气孔的存在,镁碳砖的侵蚀更容易发生。镁碳砖在使用过程中,气孔在脱碳层的形成中起到了加速作用,进而使炉渣对镁碳砖耐火材料的侵蚀更为严重。外部空气进入镁碳砖中的气孔进行冷却的同时空气中的氧气与周围的碳反应生成CO气体并经过微气孔排出,两个过程的持续发生使得气孔率与气孔大小逐渐增大。而产生气孔的最重要因素是镁碳砖中粘结剂的选用。粘结剂一般情况下选用酚醛树脂。如果在镁碳砖中加入少量的酚醛树脂,冷态情况下孔隙率不会太高约为3%,但酚醛树脂在加热后,会分解产生水、氢气、甲烷、一(二)氧化碳等气体,并在这些气体的流动下形成气孔,增大了孔隙率。因此镁碳砖被穿过气孔的炉渣侵蚀,使碳的氧化和MgO的溶解都更加剧烈,从而对镁碳砖造成破坏。由于产生气体过程具有反复性,镁碳砖的损毁不断加剧。

镁碳砖的损毁过程可以总结为:氧化、脱碳、疏松、侵蚀、冲刷、脱落、损毁。首先镁碳砖工作面的石墨被氧化形成脱碳层,脱碳层的镁砂在热应力(石墨与镁砂在1000℃时,热膨胀率分别为1.4%和0.2%)、化学侵蚀以及机械冲刷等条件下逐渐被侵蚀脱落,脱落后又暴漏出石墨,继续被氧化形成脱碳层,然后再到镁砂的溶蚀过程,在反复作用下,造成了镁碳砖的损毁。

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