炼钢电炉用耐火材料的损毁机理
发布日期： 2020-06-08 10:07:24 阅读量（347） 作者：炼钢电炉工作过程中通常处于碱性侵蚀气氛中，因此电炉所用的耐火材料多以碱性耐火材料为主，如MgO-C砖、沥青浸渍MgO砖、MgO-Cr2O3砖、MgO-CaO质捣打料等，少部分为中性耐火材料，如Al2O3-C质材料、高铝质材料等。
总体来看，电炉耐火材料的损毁因素主要有：侵蚀、氧化、冲刷、熔融、剥落和水化，其中占主导地位的是氧化、化学侵蚀和冲刷。
(1)化学侵蚀
氧化铁(FeO)或渣中的酸性组分，例如SiO2与CaO和MgO之间发生化学反应，如下所示：
FeO+MgO=FeO·MgO(1)
SiO2+2MgO=2MgO·SiO2(2)
CaO+SiO2+MgO=CaO·MgO·SiO2(3)
以上反应均能使炉衬变为熔渣，从而导致耐火材料损毁。
(2)氧化
氧化是造成电炉炉衬中耐火材料侵蚀的主要原因之一。在此过程中耐火材料中的碳成分被含氧成分(如氧化铁、氧气、氧化镁)氧化而导致材料脱碳损毁。
FeO+C(s)=Fe+CO(g)(4)
O2(g)+2C(s)=2CO(g)(5)
MgO(s)+C(s)=Mg(g)+CO(g)(6)
渣中的氧化铁与砖衬的热面中的石墨或焦油/树脂反应，或氧气侵蚀砖衬冷面的石墨或结合剂，在这两种情况下砖的强度降低，并可能被熔渣或钢水冲蚀。
在实际电炉的气氛条件下，从1700℃以上开始，反应(6)特别容易发生，产生的Mg蒸气容易扩散，产生组织劣化，这是造成镁碳砖高温损毁的主要因素之一。
(3)冲刷或机械冲击
由于钢水或熔渣流过耐火材料表面并物理性磨损或冲刷炉衬而导致了物理损毁。在电炉的出钢口、渣线、电极口或排气口平台等处冲刷蚀损是最普遍的。
剥落是一种错综复杂的耐火材料损毁机理。这是由于炉衬耐火材料遭受迅速加热和冷却导致耐火材料产生应力而造成的。该应力常常超过耐火材料的强度，因而导致裂纹的相交贯穿，炉衬的碎片将会剥落或完全脱落，这种情况普遍发生在电炉炉顶上。
(4)水化
水化也是电炉耐火材料损毁的一个因素。在使用过程中水容易渗入炉盖或炉墙，水或水蒸汽能侵蚀耐火材料炉衬，其中氧化镁(或其他碱性氧化物)与水(或水蒸汽)发生如下反应而被水化。
MgO(s)+H2O(l/g)=Mg(OH)2(s)(7)
反应(7)会导致耐火材料性能大幅削弱，抗熔渣和钢水的渗透性变差。
由以上损毁原因分析可知，炼钢电炉各部位选用的耐火材料对性能有以下要求：
① 良好的化学稳定性和体积稳定性;
② 材质组成不易和钢水、SiO2反应，不易产生结瘤;
③ 不易被钢水润湿和渗透;
④ 耐急冷、急热性能好，不易破损和剥落;
⑤ 致密度高、气孔率低，气孔分布均匀，钢水不易渗透;
⑥ 强度高，可抵抗机械外力冲击和冲刷。
相关阅读
免责声明：
本站部分文章来源于互联网，编辑转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点核对其真实性负责。
如涉及作品内容、版权和其他问题请书面发函至本公司，我们将在第一时间处理。
