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鋼包渣線用耐火材料鎂碳磚損毀的四個(gè)因素

鋼包渣線用耐火材料鎂碳磚損毀因素歸根結(jié)底就是碳的氧化，其中包括氣相氧化、液相氧化、間接氧化、氣孔的影響，詳細(xì)分析如下：

一、氣相氧化

即 碳的直接氧化，即石墨在高溫下由于與空氣(O2)、水蒸汽(H2O)和碳酸氣等共存而被氧化。石墨在560℃以上就開始顯著氧化而使含碳制品脫碳損耗，由 圖可以看出右邊部分已被氧化成為脫碳區(qū)，在脫碳區(qū)中由于碳的氧化而形成了許多擴(kuò)散通道，氧氣和熔渣通過(guò)擴(kuò)散通道進(jìn)入磚內(nèi)，在界面處和碳反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物通過(guò) 擴(kuò)散通道擴(kuò)散出去。由下圖可以看出在1000℃時(shí)，系統(tǒng)中主要以CO氣體形式存在，Pco≈0.1Mpa，生成的CO氣體向外擴(kuò)散，阻止了O2及其它氣體 的進(jìn)入，從而起到氣態(tài)“抗氧化劑”效果，所以碳是能夠穩(wěn)定存在的，但出鋼后冷卻過(guò)程中有可能被空氣氧化。同時(shí)含碳制品襯磚表面上附有渣層，可防止由空氣引 起碳的氧化，起到保護(hù)膜的作用，這種保護(hù)作用在1000℃以上特別明顯。

二、液相氧化

MgO + C = Mg + CO

指 溶渣中的鐵氧化物和氧化錳等引起碳的氧化。通常在冶煉過(guò)程中熔渣含有大量的氧化鐵，其按下式反應(yīng)使碳氧化：左圖顯示了熔渣中氧化鐵的含量TFe(總量)與 MgO-C質(zhì)爐襯磚損毀速度之間的關(guān)系。它表明隨著熔渣中總鐵含量的增加，MgO-C質(zhì)爐襯磚損毀速度變大。同時(shí)，含碳制品表面形成脫碳層后，熔渣容易滲 透并與顆粒反應(yīng)，從而促進(jìn)了顆粒向熔渣中溶解和溶出，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)疏松，加快了制品的損毀。

三、間接氧化

在 高溫下MgO與碳的反應(yīng)，形成脫碳層，導(dǎo)致鎂碳磚組織結(jié)構(gòu)的惡化，促使熔渣向脫碳層侵蝕，與鎂砂反應(yīng)形成反應(yīng)層，而正是由于低熔物的出現(xiàn)，引起熔蝕和沖 蝕。在1850℃時(shí)MgO(s)和CO(g)的標(biāo)準(zhǔn)生成自由能相等，所以反應(yīng)式(1) 在1850℃下平衡，即這四種物質(zhì)共存。但上述條件是PMg(g)和PCO(g)均為1atm，而在實(shí)際應(yīng)用中PMg(g)很低，所以MgO(S)和 C(S)在很低溫度下就開始發(fā)生反應(yīng)。這對(duì)鎂碳磚的損毀是極為有害的。

四、氣孔對(duì)鎂碳磚損毀的影響

鎂 碳磚中的氣孔，特別是開口氣孔，對(duì)鎂碳磚的損毀具有重要的影響。鎂碳磚在使用過(guò)程中，主要是通過(guò)氣孔促使碳的氧化損毀，進(jìn)而加劇爐渣對(duì)磚襯的侵蝕，從而造 成鎂碳磚的損毀。存在于磚中的開口氣孔，冷卻時(shí)從外部吸入空氣，再加熱時(shí)，空氣中的氧氣與周圍的碳反應(yīng)生成CO排出，這樣的過(guò)程周而復(fù)始，使氣孔率增大。 另外，存在于鎂碳磚中的結(jié)合劑，是氣孔產(chǎn)生的重要因素。作為鎂碳磚的結(jié)合劑，一般添加3%~4%的酚醛樹脂，成型后的氣孔率較低約為3%左右。但在使用過(guò) 程中，酚醛樹脂加熱分解，產(chǎn)生H2O、H2、CH4、CO、CO2等氣體蒸發(fā)排出，氣體蒸發(fā)的通路便形成氣孔，也使氣孔率增大。這樣，存在于空氣中的氧以 及爐渣中的氧化物等便通過(guò)氣孔對(duì)磚加以侵蝕，一方面促進(jìn)了碳的氧化損毀，另一方面加劇了爐渣與磚中MgO的反應(yīng)，造成鎂碳磚的損毀。

鋼包用鎂碳磚理化指標(biāo)