電磁場(chǎng)對(duì)MgO-C耐火材料抗渣蝕性能的影響研究.pdf

1、MgO-C質(zhì)耐火材料因含有良好導(dǎo)熱性、韌性及難被熔渣潤(rùn)濕性的石墨,表現(xiàn)出較好的耐侵蝕性和熱震穩(wěn)定性,廣泛應(yīng)用于高溫和鋼鐵冶金工業(yè)中。目前對(duì)MgO-C耐火材料的研究主要集中在如何改善其熱導(dǎo)率、抗氧化和抗熱震性能上。而實(shí)際上,MgO-C耐火材料在電磁攪拌、電弧爐和感應(yīng)爐等領(lǐng)域下使用時(shí),熔渣與耐火材料的界面反應(yīng)都不可避免的受到電磁場(chǎng)作用。因此本文將研究電磁場(chǎng)對(duì)MgO-C質(zhì)耐火材料渣蝕機(jī)理的影響。以MgO-C質(zhì)耐火材料為研究對(duì)象,采用X射線衍射

2、儀、掃描電鏡和能譜分別對(duì)渣蝕試樣的物相、顯微結(jié)構(gòu)和微區(qū)成分進(jìn)行分析。研究了還原/氬氣氛下電磁場(chǎng)環(huán)境對(duì)MgO-C耐火材料渣蝕機(jī)理和MgO致密層形成的影響,同時(shí)研究了電磁場(chǎng)作用下碳含量、熔渣堿度等因素對(duì)MgO-C耐火材料抗渣蝕性能的影響。
　　 分別在有無(wú)電磁場(chǎng)環(huán)境下,在保護(hù)氣氛中,研究了電磁場(chǎng)對(duì)MgO-C磚抗熔渣侵蝕性的影響。結(jié)果表明,在電磁場(chǎng)環(huán)境下,低碳(6％)MgO-C磚渣蝕后,試樣過(guò)渡層結(jié)構(gòu)較緊密,熔渣中高溫相包括鎂鋁尖晶石

3、和鎂鐵(錳)固溶體,并堆積在過(guò)渡層中。低熔相主要為鈣鎂橄欖石。侵蝕過(guò)程中熔渣中Fe2O3、MnO被還原成金屬單質(zhì),分布在過(guò)渡層中。無(wú)電磁場(chǎng)環(huán)境下,試樣過(guò)渡層存在MgO致密層,高溫相只有鎂鋁尖晶石相,零散分布在侵蝕層中。低熔相為黃長(zhǎng)石和鎂薔薇輝石,熔渣中除了Fe2O3、MnO外,還有TiO2、V2O5被還原成金屬單質(zhì)。在電磁場(chǎng)環(huán)境下,碳含量14％的MgO-C磚,其低熔相沿著固溶體間隙滲透,低熔相中Fe2O3、MnO被石墨還原成金屬單質(zhì),分

4、布在過(guò)渡層中高溫相之間。無(wú)電磁場(chǎng)環(huán)境下沒(méi)有明顯的過(guò)渡層,低熔相中氧化物被還原成金屬單質(zhì),集中分布在熔渣與MgO-C磚界面處。侵蝕層中鎂鋁尖晶石呈均勻分布狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn),電磁場(chǎng)促進(jìn)熔渣對(duì)MgO-C磚潤(rùn)濕及旋轉(zhuǎn)、攪拌,使MgO-C磚侵蝕較嚴(yán)重。分別在有無(wú)電磁場(chǎng)環(huán)境下,研究了碳含量對(duì)MgO-C磚抗熔渣侵蝕性能的影響。分析表明,有電磁場(chǎng)存在時(shí),隨著碳含量的增加,MgO-C磚的抗?jié)B透能力提高,但鎂砂的剝落較快,侵蝕深度較大。隨著碳含量的增加,鎂砂

5、先剝落后溶解于渣中,沒(méi)有形成鎂鋁尖晶石。碳含量較低時(shí)低熔相形成鎂黃長(zhǎng)石,而碳含量較高時(shí),低熔相中Al2O3含量較高并形成鈣鋁黃長(zhǎng)石。無(wú)電磁場(chǎng)環(huán)境時(shí),隨著碳含量的增加,熔渣中低熔相沒(méi)有明顯變化,MgO致密層消失,熔渣滲透較嚴(yán)重。分別在有無(wú)電磁場(chǎng)環(huán)境下,研究了熔渣堿度對(duì)MgO-C磚耐侵蝕性的影響。分析表明,電磁場(chǎng)存在時(shí),低堿度熔渣對(duì)鎂砂的溶解能力較強(qiáng),對(duì)MgO-C磚侵蝕較嚴(yán)重,低堿度熔渣侵蝕后形成鈣鎂橄欖石低熔相。高堿度熔渣侵蝕后,鎂砂中固

6、溶的鐵含量較高,還原金屬氧化物較少,低熔相為鎂黃長(zhǎng)石及少量的鈣鋁榴石或鈣鋁黃長(zhǎng)石,且低熔相中鈣的滲透較強(qiáng)。低堿度形成的低熔相粘度較小,使熔渣對(duì)MgO-C磚的滲透和侵蝕惡化。無(wú)電磁場(chǎng)環(huán)境下,堿度對(duì)低碳MgO-C磚抗侵蝕性影響較明顯,且低堿度熔渣中FeO、SiO2對(duì)MgO-C磚的損毀較嚴(yán)重。
　　 電磁場(chǎng)影響了低碳MgO-C磚渣蝕過(guò)程中MgO致密層的形成。研究表明,電磁場(chǎng)環(huán)境下界面沒(méi)有形成MgO致密層,無(wú)電磁場(chǎng)環(huán)境下的試樣界面形成了