从相图讨论mgocaozro2耐火材料抗炉外精炼渣与水泥的侵蚀

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1、万方数据M^HLl0￡一儿脯O／耐伙材料彻2，3占f2J7D7～77D学木言寸论从相图讨论M90一ca0一zr02耐火材料抗炉外精炼渣与水泥的侵蚀摘要从有关三元系相图讨论了Mgo—cao—z巾2材料抗ca0一siO：、A120J—Ca0炉外精炼渣以及硅酸钙水泥与铝酸钙水泥的侵蚀。结果表明，Mgo—ca0一zr02材料抗A1203含量不高的旃陛渣与硅酸钙水泥的侵蚀性好，但抗含Al，O，高的炉外精炼渣与铝酸钙水泥的侵蚀性可能不好。关键词Mgo—cao—zm：耐火材料，炉外精炼，水泥，相图应用，侵蚀为了提高钢的质

2、量．生产优质合金钢，广泛采用炉外精炼技术。炉外精炼渣与一般转炉或电炉炼钢渣不同之处是前者渣中氧化铁含量低，后者氧化铁含量高。其次炉外精炼温度皆比一般炼钢温度要高，大致为1700℃。从抗炉渣侵蚀与提高钢质量来看，炉外精炼更适宜于采用Mgo—cao系材料做炉衬。提高M90一ca0材料在1700℃的抗侵蚀性与寿命是目前耐火材料工作者的重要课题。水泥回转窑烧成带，主要采用镁铬耐火材料。镁铬材料在此生产条件下会发生三价铬转变为六价铬，造成环境污染。因此，近年来各国都在积极开发无铬耐火材料。根据硅酸盐水泥的化学成分、烧

3、成带温度和挂窑皮来看，采用M90一caO材料较合适。目前，在水泥回转窑烧成带用得较成功的是在Mgo—caO材料中加入zm：，即Mgo—caO—zm，烧成砖⋯。本文拟从相图来分析讨论Mgo—ca0一zr0：材料是否也适用于炉外精炼与铝酸钙水泥窑。1炉外精炼渣与水泥的化学成分炉外精炼渣基本上属于ca0一si0：一Al：0，一MgO四元系㈦。虽然AOD与VOD在炼不锈钢的脱碳期，渣中有大量cr20，．但由于cr：o，熔点高，在渣中溶解度低，并且含铬渣粘度大，常呈结块现口№啉A陈肇友洛阳耐火材料研究院洛阳47103

4、9象，因此cr：0，对炉衬耐火材料的侵蚀可不考虑。4。精炼渣中的M如主要来自炉衬材料，若采用白云石造渣，增加渣中MgO与caO的含量，显然可以大大减轻精炼渣对M90一ca0炉衬的侵蚀。硅酸盐水泥的主要化学成分是ca0(约65％)与siO：(约22％)，矿物相主要是硅酸三钙(3caO·Si0，)与硅酸二钙(2ca0·Si0，)。铝酸钙水泥和高铝水泥主要是Al：0；(50％一80％)与CaO(38％～18％)，矿物相主要是caO·A110，与CaO·2A1203。2M90一Ca0一z巾：耐火材料含cao材料易水

5、化，为了提高抗水化性，可采用加入zr0：，形成锆酸钙(caO·zm：)化合物的办法。例如连续铸钢的浸入式水口采用的cao—z而：材料，其zro：含量稍大于caO·zr0：的理论值(caO31．4％，zr0，68．6％)。图l示出了MgO—caO—zro：系相图’。从图l可知其最低共熔点温度E：与E3分别高达1960℃与1990℃。表明M90一caO—zIo：材料的耐火性能很好。邺如温ao浅舯no国1Mgo—caO—zro，三元系相图篝陈肇友：男．1927年生，教授级高级工程师。收稿日期：200I一09—07

6、编辑：郝旭升2002／2耐火材料／N～H110c^Iu^0107万方数据图2是Mgo—cao—zm?系在1700℃的等温截面图一从图2可知．在以MgO为主的M90一CaO—z由!材料中，随着zm：／caO分子比的不同，其矿物相为：方镁石固溶体(Mss)+立方zIo：固溶体(c—zss)或方镁石固溶体+ca0·zm2(cz)+立方zm：固溶体或方镁石固溶体+ca0·zm：+caO固溶体(c*)。为避免水化，其矿物相组成以在方镁石固溶体+caO·zro：+立方zro：固溶体相区内较为合适。Z巾．J(MgOy％圈

7、2M90一caO—z由：系在1700℃的等温截面圈3M90一caO—z向2材料抗ca0一si0：一Al：0，精炼渣与水泥的侵蚀不少精炼渣中的Al：o，含量较低，如有些AOD渣，可简化为caO—siO：系渣。另外，有些精炼渣，如对钢液进行渣洗或喷吹的精炼渣则多属caO—A120j系渣。因此，可以用MgO—ca0一zrq—siO：系中有关的四个三元系相图来讨论Mgo—cao—z帕：材料抗cao—sio：精炼渣与硅酸钙水泥的侵蚀；用Mgo—caO—zm2一A1203四元系中有关的四个三元系相图来讨论M90一ca0

8、一zr02材料抗ca0一Al：O，精炼渣与铝酸钙水泥的侵蚀。用这些分析结果就可大致评估MgO—ca0一z向：材料抗caO—sio：一Al：o，精炼渣的侵蚀。3．1Mgo—cao—zr02材料抗caO—Si02精炼殪与硅酸钙水泥的侵蚀由Mgo—Ca0·Zm：一2Ca0·SiO：相图(图3)6知，其最低共熔点温度为1750℃；由cao—zr01一si0：相图。71(图4)中的右边子三角形ca0一zro：一2ca0·s