不同碳源及碳含量的MgO-C耐火材料及其與鋼液的相互作用.pdf

1、MgO-C耐火材料作為碳復(fù)合材料中最重要的品種之一被廣泛運(yùn)用于煉鋼行業(yè)。隨著潔凈鋼、超低碳潔凈鋼生產(chǎn)的發(fā)展，人們的觀念從單純追求耐火材料的長(zhǎng)壽命轉(zhuǎn)移并同時(shí)需要考慮耐火材料對(duì)鋼質(zhì)量的影響，因此研究耐火材料與鋼水的相互作用對(duì)于工業(yè)實(shí)踐中提高鋼水的質(zhì)量具有重要的意義。本論文以鱗片石墨，NC220納米碳，NC990納米碳三種不同的碳形式為MgO-C耐火材料的碳源，研究了MgO-C耐火材料中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)MgO-C耐火材料的材料與力學(xué)性能的影響，

2、以及用靜態(tài)法，在1873K，高純氬氣氛中，用300g超低碳鋼與外徑30mm、孔徑14mm的MgO-C耐火材料相互作用1h，系統(tǒng)地研究不同碳源及碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的MgO-C耐火材料對(duì)與之接觸的鋼液成分變化的影響以及相互作用界面的侵蝕情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)論如下:
　　(1)傳統(tǒng)MgO-C耐火材料（鱗片石墨為碳源）中碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)從3％增加到10％，MgO-C耐火材料的顯氣孔率從10.46％增加到11.45％;體積密度從2.98g/cm3降低到2.86g

3、/cm3，抗壓強(qiáng)度從61.60MPa降低到22.83MPa;高溫抗折強(qiáng)度從16.35MPa降低到12.01MPa，傳統(tǒng)MgO-C耐火材料在與鋼液反應(yīng)前后都發(fā)現(xiàn)有鎂鋁尖晶石存在，在傳統(tǒng)MgO-C耐火材料碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加到10％時(shí)，反應(yīng)后的耐火材料中鎂鋁尖晶石增多。
　　(2)傳統(tǒng)MgO-C耐火材料中碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)從3％增加到10％，MgO-C耐火材料與超低碳鋼界面附近的過(guò)渡層的厚度從30.8μm增加到42.3μm。
　　(3)傳統(tǒng)M

4、gO-C耐火材料中碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)從3％增加到10％，MgO-C耐火材料與鋼液相互作用后，鋼樣中的N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從14.05ppm增加到83.6ppm;C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從261ppm增加到1360ppm;Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從123ppm增加到183ppm;Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從144ppm增加到268ppm，鋼液中O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)46ppm降低到8.5ppm。
　　(4)含納米碳的MgO-C耐火材料中納米碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從1％增加到3％時(shí)，NC220鎂碳耐火材

5、料的顯氣孔率從11.4％增加到13.06％，體積密度由2.99g/cm3降低到2.87g/cm3，耐壓強(qiáng)度從29.47MPa降低到19.01MPa; NC990鎂碳耐火材料的顯氣孔率從11.77％降低到9.98％，體積密度由2.93g/cm3增加到3.04g/cm3，耐壓強(qiáng)度從30.68MPa增加到65.03MPa。
　　(5)含納米碳的MgO-C耐火材料中納米碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從1％增加到3％時(shí)，NC220鎂碳耐火材料與超低碳鋼的界面

6、附近的過(guò)渡層厚度由34.3μm增加到233.3μm; NC990鎂碳耐火材料與超低碳鋼的界面附近的過(guò)渡層厚度由46μm降低到11.7μm。
　　(6)含納米碳的MgO-C耐火材料中納米碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從1％增加到3％時(shí)，與NC220鎂碳耐火材料反應(yīng)后鋼中C質(zhì)量分?jǐn)?shù)從255ppm增加到292ppm，Mg質(zhì)量分?jǐn)?shù)從98ppm增加到228ppm，Al質(zhì)量分?jǐn)?shù)從92ppm增加到136ppm，O質(zhì)量分?jǐn)?shù)從31.6ppm降低到15.8ppm，N質(zhì)

7、量分?jǐn)?shù)從24.1ppm增加到34.3ppm;與NC9900鎂碳耐火材料反應(yīng)后鋼中C質(zhì)量分?jǐn)?shù)從312ppm降低到229ppm，Mg質(zhì)量分?jǐn)?shù)從82ppm降低到68ppm，Al質(zhì)量分?jǐn)?shù)從144ppm降低到117ppm，O質(zhì)量分?jǐn)?shù)從20.6ppm增加到36.1ppm，N質(zhì)量分?jǐn)?shù)從28.6ppm降低到16ppm。
　　(7)與傳統(tǒng)MgO-C耐火材料相比，含有納米碳的MgO-C耐火材料有效地限制了耐火材料對(duì)鋼液的增碳;與NC220鎂碳耐火材料