钢包精炼渣对不同MgO基耐火材料的侵蚀研究

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1、万方数据Q／仫H时UG克CA材iLI题2010年6月第44卷第3期钢包精炼渣对不同MgO基耐火材料的侵蚀研究谢文明1’魏耀武1’赵保华2’1)武汉科技大学耐火材料与高温陶瓷la家重点实验室培育基地湖北武汉4300812)武钢炼钢总厂二分厂湖北武汉430081摘要利用感应熔炼炉研究了低碱度钢包精炼渣对钢包渣线部位常用的3种Mgo基耐火材料(镁碳、镁碳化硅、镁尖晶石)的侵蚀，同时利用黏度试验研究了耐火材料的基质组分与熔渣混合后形成新渣相的黏度变化。研究结果表明：1)低碱度炉渣在与MgO基耐火材料中的Mg

2、o接触过程中会形成低熔点物相钙镁橄榄石(CMS)，与镁铝尖晶石接触会促进钙铝黄长石(C，AS)的生成而使渣黏度增加，处于熔渣区域的SiC被氧化成SiO：而提高渣的黏度。2)熔渣对耐火材料的侵蚀程度取决于熔渣和耐火材料之间的润湿情况，熔渣黏度的增加只是在一定程度上缓解了熔渣对耐火材料的侵蚀，反应层的耐火材料在钢水和熔渣的冲刷下仍会流失到熔渣中去。关键词钢包精炼渣，氧化镁基耐火材料，侵蚀，黏度，润湿性在钢水冶炼过程中，钢包渣线材料和熔渣接触时间较长，二者之间的反应对熔渣的黏度必然会产生一定的影响，进而影

3、响熔渣对耐火材料的侵蚀程度。为此，研究了精炼钢包渣对钢包渣线部位常用的3种MgO基耐火材料(镁碳、镁碳化硅、镁尖晶石)的侵蚀行为，并结合耐火材料组成对熔渣黏度的影响进行了相关分析。上试验1．1不同组成的MgO基耐火材料的渣侵蚀试验利用感应熔炼炉对耐火材料和熔渣之间的反应进行了研究，其渣侵蚀试验示意图见图1。试验用钢块中各杂质的质量分数为：C0．032％，Si3．175％，Mn0．208％，P0．0ll％，S0．008％，Cu0．486％，A10．018％，O0．00135％。所用熔渣采用精炼钢渣，其

4、化学组成(埘)为：Si0239．93％，A1：0310．21％，MgOoOoOo鋈浴∞∞∞∞蚤∞酌§§§{笏OU．、缓oOn缓o笏缀黝o耐火材料熔渣熔钢感应线圈图l渣侵蚀试验装置示意图Fig．1Schematicdiagramofslagcorrosiontest184NAIHUO训uAo／耐火材料2010／310．58％，CaO32．31％，MnO1．12％，Ti020．63％，FeO2．42％；其主晶相为钙镁黄长石(Ca2MgSi207，简写成C2MS2)和钙铝黄长石(ca2A1：SiO，，简写

5、成C：AS)，同时还含有少量的玻璃相，见图2。●1020304050607080902州。)图2试验用精炼钢渣的XRD图谱Fig．2XRDpatternofrefiningsteelslagfortest耐火材料选用镁碳、镁碳化硅和镁尖晶石3种材质，所用原料主要有电熔镁砂(粒度有5—3、3—1、≤l和≤0．088mill)、W(C)>97％的鳞片石墨、碳化硅(≤O．088mill)、尖晶石(≤0．088mm)，其化学组成见表1。将各原料按表2的配比称量并混练均匀后，在200MPa下等静压成型，分别制

6、备出内孔尺寸为+80mmx230mm的3种材质的坩埚试样。来谢文明：男，1985年生，硕士研究生。E—mail：276200285@qq．toni收稿日期：2009--09—10修回日期：2009—12—22编辑：柴剑玲万方数据第3期谢文明，等：钢包精炼渣对不同MgO基耐火材料的侵蚀研究2010年6月表1试验原料的化学组成(彬)Table1ChemicaIcompositionsofstartingmaterials％原料MgOA1203Si02CaOFe203SiC1．L．电熔镁砂96．850．0

7、30．120．320．60．32碳化硅0．120．730．680．170．3297．320．04尖晶石10．1I85．910．580．480．770．44表2不同MgO基材料的配比(埘)Table2FormulationsofdifferentMgObasedspecimens％首先将3种MgO基耐火材料的坩埚试样放入感应炉的感应圈内，然后放入钢块，待钢块熔化后加入钢渣，钢渣熔化后再持续冶炼2h，冶炼温度为1600℃。试验后，将钢水倒出，对钢水和耐火材料接触部位进行XRD、电镜及能谱分析。1．2渣的

8、黏度试验往钢渣中分别加入占钢渣质量10％的碳化硅和尖晶石，与原钢渣一起置于不同的石墨坩埚中，分别在Ar气保护条件下加热到1500℃使钢渣熔化，采用R阿一10型综合物性测定仪通过扭转力矩法测定3种熔渣(原渣记作Z1，加SiC的渣记作z2，加MA的渣记作z3)的黏度。由于石墨和熔渣的润湿性极差，所以没有进行在钢渣中加石墨的黏度试验。2结果分析图3为侵蚀试验后各坩埚试样的侵蚀截面照片。从中可以看到，3个试样均有比较明显的熔损，尤其是镁碳化硅和镁尖晶石试样的熔损更为明显。经测