耐火澆注料的增碳對鋼水及鋼材質(zhì)量的影響
發(fā)布時間：
2022-07-18 18:27
我們都知道，鋼材質(zhì)量的好壞除了煉鋼工藝的革新，煉鋼爐耐火澆注料的好壞直接影響鋼材質(zhì)量的好壞。那么耐火材料的增碳對鋼水及鋼材質(zhì)量有哪些影響呢？
目前國內(nèi)外廣泛應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐、電爐、連鑄、爐外精煉以及鋼包中的耐火材料，是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一類較為新型的堿性耐火材料——碳復(fù)合耐火材料。碳復(fù)合耐火材料中一般含有3%～30%的碳。在煉鋼過熱處理爐程中，碳的氧化反應(yīng)是冶煉過程的重要反應(yīng)。把鋼水中的含碳量氧化降低到所煉鋼號的規(guī)格內(nèi)，是煉鋼的重要任務(wù)之一。而耐火材料的脫碳會造成鋼水中碳的含量增加改變鋼的組成，尤其在冶煉純凈鋼、超純凈鋼時，耐火材料的脫碳會對鋼水及鋼材質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。耐火材料的脫碳機(jī)理為：當(dāng)冶煉進(jìn)行的一定程度后，鋼與耐火材料之間存在一定的液相隔離層。反應(yīng)物在耐火材料表面形成一個固相產(chǎn)物層，耐火材料中的組成元素穿過該層擴(kuò)散到鋼水中。而鋼水中的一些元素和氧化物，主要是鋼渣中的(FeO)穿過耐火磚的反應(yīng)層到達(dá)脫碳層反應(yīng)界面，二者在相會處發(fā)生脫碳反應(yīng)。因而，影響鋼水的成分。其化學(xué)反應(yīng)式為：
( FeO)+C(固)=[CO]+Fe爐渣
O2+2C(固)=2[CO]爐氣
另外，轉(zhuǎn)爐和電爐在冶煉過程中，要向爐內(nèi)進(jìn)行吹氧脫碳。氧氣[o2]使熔池中的原子鐵[Fe]大量氧化成[FeO]，溶解于鋼水中的碳[C]與[FeO]接觸發(fā)生氧化反應(yīng)。碳被氧化后生成CO氣泡合并長大后上浮，通過渣層排出。碳被氧化會影響鋼水中氧等其他組分的含量。因而也會對鋼水及鋼材質(zhì)量產(chǎn)生一些的影響。然而，[CO]氣泡的上浮與排出，對金屬熔池有一種強(qiáng)烈的攪拌作用，對均勻鋼水的成電阻爐分與溫度，改善鋼水的化學(xué)反應(yīng)動力條件也有一定的益處。
耐火材料的脫硫作用有利于提高鋼水及鋼材質(zhì)量
硫在鋼中多以硫化物的形式存在，對絕大多數(shù)鋼而言，硫[S]是有害元素。它對鋼材性能的主要影響：使鋼材產(chǎn)生熱脆、減低鋼的力學(xué)性能及焊接性能等。因此，減小和控制鋼中硫的含量，電鍋爐對于提高鋼材質(zhì)量具有很大益處。實(shí)驗(yàn)研究表明，在高溫下，耐火材料的內(nèi)部有一定的液相生成。介于鋼水熔液與耐火材料之間的液相層，通常為硅酸鹽熔體，它的組成、結(jié)構(gòu)與熔渣十分相似。因此，也具有熔渣的氧化還原；脫硫、磷以及吸附鋼液中夾雜物的作用。 耐火材料對熔池中鋼水的脫硫原理為：進(jìn)入耐火材料液相隔離層中的硫離子通過液相向耐液位計(jì)火材料內(nèi)擴(kuò)散，與耐火材料中的[CaO]顆粒反應(yīng)，在[CaO]顆粒表面生成CaS層。其化學(xué)反應(yīng)式為：(CaO)+[S]=(CaS)+[O]這表明CaO具有較強(qiáng)的脫硫作用。因此，在含有MgO-CaO系列的耐火材料具有較強(qiáng)的脫硫作用。
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