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煉鋼用耐火材料及減壓下的反應

編輯:耐火磚???瀏覽:???時間:2020-06-19


 
煉鋼用耐火材料
煉鋼用耐火材料有非常嚴格的要求:耐火溫度高,高溫下的機械性能好,能經受熔渣和金屬液的浸蝕和急劇的溫度波動,有的還要求在高真空高溫下不揮發或不發生分解。煉鋼的進步和耐火材料有不可分割的關系。首先,耐火材料必須是高熔點物質。大多數耐火材料是氧化物。除用于實驗室研究工作的恃種耐火材料以外,多數耐火材料價格高、消耗貴極大。因此、多用自然界大量存在的礦物作為耐火材料的原料。按其原料的化學性質,耐火材料可分為酸性、中性和堿性三類。堿性耐火材料主要組分是從MgO和CaO,它們對于煉鋼來說是為重要的耐火材料。酸性耐火材料以SiO2為主要組分,中性耐火材料的主要組分是Al2O3、C、SiC等。
鋼包和中間包是煉鋼爐的重要附屬設備,耐火材料用高純鋁鎂澆注料筑襯,經過修補后包齡一般在260次左右,耐火材料單耗1.78kg以下;全國不少鋼廠不大于100t的鋼包,用新技術鋁鎂耐火澆注料,其包齡為90次左右,澆鋼成本每噸鋼為5.50~7.50元。中間包包襯用絕熱板或鎂質類涂料、擋渣堰用莫來石質、鋁鎂質和鎂質耐火澆注料制作,可滿足連續鑄鋼的技術要求。
耐火材料在減壓下與鋼水的反應
早就了解,耐火材料在高溫減壓下使用時會同鋼水中所含的  (C)、(Si)、(Mn)等成分發生反應而導致其損毀。其中,與鋼水中(C)的反應特別成為問題。
氧化物系耐火材料與鋼水中(C)反應可以用下述化學反應方程式來描述:
(MnO) +(C)=Mn+CO (7-32)
曾經有人查明,存在由于式7-32的反應而加速耐火材料的蝕損的實例,同時引起了鋼水成分的變化,從而影響了鋼的質量。
它是利用減壓下CO的產生速度,比較了在1500 ~ 1650℃時鋼水(0.28%  C)與多種耐火氧化物的反應情況。不含SiO2的Al2O3、 ZrO2耐火材料是穩定的,而含SiO2的SiO2 -Al2O3系(如黏土質)  耐火材料卻是不穩定的。由此可見,耐火材料中SiO2成分容易被鋼 水中C還原:
1/2SiO2 + (C)=1/2Si + CO (7-33)
使SiO2變為Si而進入鋼水中。
另外,鋼水中(Mn)、(Ti)等也具有(C)的功能,使耐火材料成分還原。
實際研究結果還證實,含鉻系耐火材料(如MgO-Cr2O3磚等)也存在被鋼水中(C)還原的可能。
所有上述情況都說明,鋼水中C、Ti、Mn等導致氧化物系耐火材料的還原反應,以SiO2及Cr2O3含量高的耐火材料尤為顯著,而且鋼水中含(C)量越高,其反應量也越大。
因此,在高減壓或者真空條件下使用的耐火材料,應當選擇 SiO2、Cr2O3含量低甚至無SiO2、Cr2O3的耐火材料較為合適。
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