鎂鈣質耐火材料中CaO含量對其脫磷作用的影響

　　用w(CaO)含量分別為25%、45%及55%的鎂鈣質材料做坩堝的內襯。該材料以氧化硅微粉為結合劑，w (SiO2)含量約為2.5% ，材料中未加任何含磷的減水劑。坩堝經110℃，24 h干燥后，在坩堝內放入100g左右配制好的含磷鐵粉。鐵粉的化學成分見表1。坩堝在埋炭條件下，1600℃處理30 min。測定處理后鐵樣中的磷含量。鎂鈣質耐火材料中CaO含量與鐵樣中磷含量的關系，如圖1所示。由圖1可見，在試驗條件下，鎂鈣質材料中w(CaO)含量為25%時，鐵樣中的磷(質量分數)即可從0.1%大幅度下降至0.01%左右。隨鎂鈣質材料中CaO含量的增加，處理后鐵樣中的磷含量的變化很小。表明當鎂鈣耐火材料中w( CaO)含量達到25%時，即可以獲得較滿意的脫磷作用。在后面討論結合劑對鎂鈣質耐火澆注料脫磷作用影響一節(jié)中，我們將看到w(CaO)含量在8%左右，即可取得相當好的脫磷的效果。因此，并不一定窯追求很高的CaO含量。這一點對MgO-CaO質耐火材料的生產與儲存非常重要。眾所周知，鎂鈣質耐火材料中CaO含量愈高，防水化難度愈大。

　　表1 試驗鐵粉的組成(質量分數/%)

　　試驗鐵粉的組成(質量分數/%)

　　耐火材料中CaO/MgO與鋼樣中P含量的關系

　　圖1 耐火材料中CaO/MgO與鋼樣中P含量的關系

　　從堿性耐火材料脫磷的機理分析中我們可以看到，對耐火材料從熔融鋼鐵中脫磷起關鍵作用的是高溫下耐火材料中產生的液相及存在于熔融金屬與耐火材料之間的液相隔離層。與渣脫磷的作用相似，Ca2+引入到耐火材料液相及隔離層中可以與PO3-4形成離子對Ca2+ -PO3-4，提高了PO3-4的穩(wěn)定性，從而降低PO3-4的活度，提高磷在液相中的分配系數(式5-11)。當MgO-CaO耐火材料中w(CaO)含量達25%時，耐火材料液相中已有相當高的Ca2+含量。隔離層中也已有足夠的Ca2+與PO3-4形成離子對，因為鐵水中的磷含量不可能非常高。進一步提高鎂鈣耐火材料中 CaO的含量，即使可以增加液相及隔離層中Ca2+的含量，對其脫磷作用的促進作用的影響已不大了。此外，即使鎂銷耐火材料中 w(CaO)含量進一步提高，液相中的CaO含量也不一定有大幅度的提高。因為在MgO-CaO二元相圖中，液相出現的溫度為2370℃。液相的出現以及組成與雜質含量等因素有很大關系。

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