產(chǎn)品展示
| PRODUCT
聯(lián)系我們
| CONTACT公司總部：鄭州市大學(xué)南路電商港6號(hào)樓10層/11層
生產(chǎn)基地：河南省新密市來(lái)集鎮(zhèn)李堂工業(yè)園區(qū)
電 話： 0371-56777921
廠家直銷：139-3717-0928
郵箱：3491492646@qq.com
正文
鎂炭磚與鋼水反應(yīng)及其影響因素的研究
發(fā)布時(shí)間：2018/3/21 10:12:06 點(diǎn)擊率： 來(lái)源:艾米 作者：榮盛耐材鎂碳質(zhì)耐火材料是重要的碳復(fù)合耐火材料。它廣泛應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐、電爐、鋼包渣線及一些精煉設(shè)備上。關(guān)于它與鋼的反應(yīng)及增碳作用進(jìn)行過(guò)一些研究。Petschke等人曾研究了無(wú)添加劑鎂炭磚及添加抗氧化劑金屬鋁的鎂炭磚同兩種鋼鐵熔體的反應(yīng)。鎂炭磚的性能及鋼鐵的成分分別見表1及表2。
表1兩種鎂炭磚的性能
兩種鎂炭磚的性能
表2試驗(yàn)鋼樣的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%)
試驗(yàn)鋼樣的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%)
從鎂炭耐火材料制品中取截面積為20 mm ×20 mm的試樣， 分別在450℃和1100℃下碳化6 h。然后將試樣插入盛有1.7 kg 溶融鋼鐵的高純剛玉坩堝中(Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于99.7% )，插入的深度大約為5cm。剛玉坩堝放在真空感應(yīng)爐內(nèi)加熱至 1600℃，保溫時(shí)間為2〜5 h。用高純氬氣(Ar大于99.99% )作為保護(hù)氣體。在試驗(yàn)過(guò)程中連續(xù)用石英真空吸管定時(shí)從祖禍中吸取鋼樣。然后對(duì)各鋼樣中的鋁、碳與氧含量進(jìn)行分析。所得的鋼樣中的碳含量與耐火材料的浸泡時(shí)間的關(guān)系如圖1所示。
不同耐火材料在不同鋼樣中浸泡時(shí)間與鋼樣中碳含量的關(guān)系
圖1不同耐火材料在不同鋼樣中浸泡時(shí)間與鋼樣中碳含量的關(guān)系 推薦閱讀：高鋁磚的密度
1 —MgO-C-Al(450℃) / 阿姆柯鐵;2—MgO-C(450℃)/ 超低碳鋼; 3—MgO-C(450℃)/阿姆柯鐵;4_MgO-C-Al(1000℃)/阿姆柯鐵
由圖可以看出，鎂炭磚的熱處理溫度對(duì)其增碳作用有顯著影響。當(dāng)加抗氧化添加劑Al的鎂炭磚的處理溫度為450℃時(shí)，阿姆柯鐵水中的C含量隨耐火材料浸泡時(shí)間直線上升(直線1)。但同樣的鎂炭磚經(jīng)1100℃熱處理后，阿姆柯鐵水中的碳含量大幅度下降，而且僅僅在浸泡的初10〜20 min內(nèi)增碳量稍大，而后含碳量趨于穩(wěn)定(曲線4)。對(duì)于不含金屬鋁抗氧化劑、經(jīng)450℃處理的鎂炭磚，在阿姆柯鐵水中浸泡所引起的增碳量要小于其在超低碳鋼中浸泡相同時(shí)間所導(dǎo)致的增碳量。但是，對(duì)于這兩種金屬熔體，增碳都是在前10〜20 min內(nèi)進(jìn)行。10〜20 min后金屬溶體中的碳含量幾乎不隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)而變化(曲線2與曲線3)。
圖2和圖3更進(jìn)一步說(shuō)明鋼種以及鎂炭磚的品種與處理溫度對(duì)鋼增碳的影響，由圖3- 4可見，對(duì)鋁鎮(zhèn)靜鋼與非脫氧鋼在初約5 min內(nèi)，鋼中的碳含量都迅速增大。兩者的碳含量相差不大。但5 min后，二者卻有很大的區(qū)別。對(duì)于非脫氧鋼，碳含量基本保持不變。即鎂炭磚不會(huì)再向非脫氧鋼中增碳。但對(duì)Al鎮(zhèn)靜 鋼在經(jīng)5 min左右的快速增碳之后，鋼中的碳含量仍隨鋼水與鎂炭磚接觸時(shí)間的延長(zhǎng)而提高。由圖3-5中可以看出經(jīng)1500℃碳化后的耐火材料，無(wú)論是加金屬鋁或者Al2O3，對(duì)鋁鎮(zhèn)靜鋼的增碳量小。加金屬鋁經(jīng)低溫?zé)崽幚淼逆V炭磚造成的增碳量大。不加金屬鋁及加氧化鋁的鎂炭磚使鋁鎮(zhèn)靜鋼的增碳量都比較高。但大量增碳作用都發(fā)生在100min以前，100 min以后鎂炭磚的增碳作用幾乎停止，鋼水中的碳含量趨于穩(wěn)定。
對(duì)與阿姆柯鐵反應(yīng)后的未加抗氧化劑Al的鎂炭磚(450℃處理)的觀察發(fā)現(xiàn)脫碳層為200〜300 μm，鐵水未滲入耐火材料中，這是由于在鎂炭磚與鐵水的界面上形成了MgO致密層，阻止了鐵水向耐火材料中的滲透，也阻止了鎂炭磚中的碳熔解于鐵水中，如圖4所示。
鎂炭耐火材料與不同鋼水接觸時(shí)間與鋼中碳含量的關(guān)系(1600℃)
圖2鎂炭耐火材料與不同鋼水接觸時(shí)間與鋼中碳含量的關(guān)系(1600℃)
不同鎂炭磚與鋁鎮(zhèn)靜鋼接觸時(shí)間同鋼增碳量的關(guān)系(1600℃)
圖3不同鎂炭磚與鋁鎮(zhèn)靜鋼接觸時(shí)間同鋼增碳量的關(guān)系(1600℃)
在阿姆柯鐵中浸泡60min后MgO-C (450℃處理)中MgO致密層的形成
圖4在阿姆柯鐵中浸泡60min后MgO-C (450℃處理)中MgO致密層的形成
而對(duì)加抗氧化劑Al的鎂炭磚試樣(450℃處理)，在經(jīng)阿姆柯鐵試驗(yàn)后在耐火材料與鐵水界面上未發(fā)現(xiàn)MgO致密層的形成。經(jīng)前5min試驗(yàn)后即可形成800μm厚的鐵滲透層。并且初5min后，鐵滲透層的厚度與耐火材料放人阿姆柯鐵中的時(shí)間有以下線性關(guān)系：
h =900t+800 (3-14)
式中h——鐵水滲入深度，μm;
t—— 試驗(yàn)放入阿姆柯鐵液中的時(shí)間，h。
同時(shí)，MgO-C磚(450℃處理)在ULC鋼中的試驗(yàn)結(jié)果以及加Al的MgO-C磚(在1000℃處理)在阿姆柯鐵水中的試驗(yàn)結(jié)果都與上述MgO-C磚在阿姆柯鐵水中試驗(yàn)結(jié)果相似。即發(fā)現(xiàn)有不同厚度的MgO致密層存在，但無(wú)金屬熔體滲透層存在。金屬熔體中增碳量較少而且在較短時(shí)間內(nèi)即趨于穩(wěn)定。由此可見，鎂炭磚對(duì)金屬熔體中增碳作用與在耐火材料與金屬熔體界面上MgO致密層的形成及結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。
此外，無(wú)論經(jīng)450℃處理及1000℃處理的含Al的鎂炭磚試樣中均發(fā)現(xiàn)有鎂鋁尖晶石(MgO • Al2O3)生成。
除了鎂炭磚中的抗氧化添加物，熱處理?xiàng)l件以及鋼種等影響外，鎂炭磚中碳含量以及脫碳層的存在與否都會(huì)對(duì)增碳產(chǎn)生影響。 圖5及圖6分別給出3種不同碳含量鎂炭材料與鋼水接觸時(shí)間與鋼中碳含量的關(guān)系。所用耐火材料的化學(xué)成分見表3。對(duì)比圖5和圖6及表3可以得到以下結(jié)論：
表3試驗(yàn)用鎂炭耐火材料的組成(質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%)
試驗(yàn)用鎂炭耐火材料的組成(質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%)
不同碳含量的MgO-C材料與鋼水接觸時(shí)間對(duì)碳含量的影響
圖5 不同碳含量的MgO-C材料與鋼水接觸時(shí)間對(duì)碳含量的影響
(預(yù)處理?xiàng)l件：真空下，1200℃，10min)
不同碳含量的MgO-C材料與鋼水接觸時(shí)間對(duì)碳含量的影響
圖6 不同碳含量的MgO-C材料與鋼水接觸時(shí)間對(duì)碳含量的影響
(預(yù)處理?xiàng)l件：空氣中，1000℃，120min)
(1) 隨著與鋼水接觸時(shí)間延長(zhǎng)，鋼中的碳含量增大。
(2) 鎂炭材料熱處理時(shí)的氣氛對(duì)增碳量有較大的影響。在真空條件下熱處理時(shí)，向鋼中的增碳量隨材料中的碳含量的提高而增大，而在空氣中熱處理的條件下，向鋼中的增碳量與材料中的碳含量無(wú)關(guān)。同時(shí)，在真空中熱處理時(shí)的增碳量大于在空氣中的增碳量。
產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是因?yàn)樵诳諝庵袩崽幚頃r(shí)在鎂炭材料的表面生成一脫碳層，將碳與鋼水隔離。鋼水要通過(guò)脫碳層中的氣孔擴(kuò)散到耐火材料內(nèi)部才能與碳接觸。當(dāng)擴(kuò)散層達(dá)到一定厚度時(shí)，通過(guò)脫碳層的擴(kuò)散成為增碳過(guò)程的控制因素，因而材料中的原始碳含量對(duì)它們向鋼的增碳過(guò)程已無(wú)顯著影響。當(dāng)在真空中熱處 理時(shí)，由于沒(méi)有形成脫碳層，耐火材料中碳含量高，鋼水與耐火材料接觸面積就大，它向鋼中的增碳作用越強(qiáng)。
在線咨詢(7*24)
電話咨詢