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

2、儀、掃描電鏡和能譜分別對渣蝕試樣的物相、顯微結(jié)構(gòu)和微區(qū)成分進行分析。研究了還原/氬氣氛下電磁場環(huán)境對MgO-C耐火材料渣蝕機理和MgO致密層形成的影響,同時研究了電磁場作用下碳含量、熔渣堿度等因素對MgO-C耐火材料抗渣蝕性能的影響。
　　 分別在有無電磁場環(huán)境下,在保護氣氛中,研究了電磁場對MgO-C磚抗熔渣侵蝕性的影響。結(jié)果表明,在電磁場環(huán)境下,低碳(6％)MgO-C磚渣蝕后,試樣過渡層結(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,并堆積在過渡層中。低熔相主要為鈣鎂橄欖石。侵蝕過程中熔渣中Fe2O3、MnO被還原成金屬單質(zhì),分布在過渡層中。無電磁場環(huán)境下,試樣過渡層存在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、布在過渡層中高溫相之間。無電磁場環(huán)境下沒有明顯的過渡層,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),電磁場促進熔渣對MgO-C磚潤濕及旋轉(zhuǎn)、攪拌,使MgO-C磚侵蝕較嚴重。分別在有無電磁場環(huán)境下,研究了碳含量對MgO-C磚抗熔渣侵蝕性能的影響。分析表明,有電磁場存在時,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,沒有形成鎂鋁尖晶石。碳含量較低時低熔相形成鎂黃長石,而碳含量較高時,低熔相中Al2O3含量較高并形成鈣鋁黃長石。無電磁場環(huán)境時,隨著碳含量的增加,熔渣中低熔相沒有明顯變化,MgO致密層消失,熔渣滲透較嚴重。分別在有無電磁場環(huán)境下,研究了熔渣堿度對MgO-C磚耐侵蝕性的影響。分析表明,電磁場存在時,低堿度熔渣對鎂砂的溶解能力較強,對MgO-C磚侵蝕較嚴重,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,低熔相為鎂黃長石及少量的鈣鋁榴石或鈣鋁黃長石,且低熔相中鈣的滲透較強。低堿度形成的低熔相粘度較小,使熔渣對MgO-C磚的滲透和侵蝕惡化。無電磁場環(huán)境下,堿度對低碳MgO-C磚抗侵蝕性影響較明顯,且低堿度熔渣中FeO、SiO2對MgO-C磚的損毀較嚴重。
　　 電磁場影響了低碳MgO-C磚渣蝕過程中MgO致密層的形成。研究表明,電磁場環(huán)境下界面沒有形成MgO致密層,無電磁場環(huán)境下的試樣界面形成了