如果只从钢包耐火材料被熔渣侵蚀方面考虑,那么钢包(包括精炼钢包)渣线部位耐火材料选材的标准为:
(1)对于温度不太高,低CaO/SiO2比,极低氧化铁含量的熔渣,选用高铝砖,特别是Al2O3为7O%~85%的高铝砖,可以获得令人满意的使用结果;
(2)对于温度高,CaO/SiO2小于2,氧化铁含量高的熔渣,选用镁铬砖即可获得较为理想的使用寿命;
(3)对于温度高,CaO/SiO2小于2,氧化铁含量低的熔渣,选用MgO-CaO质耐火材料,尤其是白云石砖,可获得极高的技术经济效果;
(4)对于温度高,CaO/SiO2比和氧化铁含量都高,或者CaO/SiO2比和A12O3含量都高的熔渣,MgO质耐火材料则是最合适的选择;
(5)对于始终不与熔渣接触的熔池低蚀区(钢水线部位)选用含碳白云石砖、铝镁炭砖和铝镁尖晶石砖可获得满意的使用结果;
(6)实践已经证明,底部冲击区选用铝镁质质预浇注件是非常成功的选材方案。
另外,还应当特别指出以下几点:
(1)钢包熔渣组成取决于多种不同的影响,各个单独处理步骤的化学分析都是不一样的。
(2)精炼钢包渣线部位必须选用含碳耐火材料。因为CaO/SiO2小于1.5的CaO/SiO2系熔渣,特别是以CaO/SiO2大于2.0的CaO-Al2O3系熔渣是强侵蚀熔渣,高温,并往往延长电弧预热周期和搅动周期,所以只有MgO-CaO-C质(对于前者)和MgO-C质(对于后者)耐火材料才能与这种恶劣的操作条件相适应。尽管如此,MgO-C/MgO-CaO-C质耐火材料还应该适应预热期间长时问存在的氧化环境,故需要对如何能适应这些条件的含碳碱性制品的组成和性能进行仔细平衡。
(3)在真空脱气(RH、DH、APV等)时会发生耐火氧化物组分的反应,它会加速钢包耐火材料蚀损并有可能污染钢水。
我们可以预见到一些钢包用耐火材料分解反应的演变情况:
1)SiO2和MgO会发生分解并生成SiO、Mg,甚至生成Si。因此,当压力下降到399.9Pa(3托)以下时,钢水处于真空脱碳中,SiO2会受到钢水中碳的侵蚀。
2)含P2O5的制品(不烧砖,含磷酸铝、磷酸钠或磷酸钙结合剂的不定形料)会释放出磷。
3)Cr2O3会发生分解并产生诸如CrO3、CrO2、CrO等化合物,甚至产生金属铬。
虽然引用这几种反应说明一些蚀损机理(例如,碳被SiO氧化),但是,这些反应实际上并不明显,起作用的物料数量极少。当然,某些耐火材料根本不发生脱氧反应,特别是石灰,在真空下几乎不发生分解,氧化铝在真空条件下也不发生脱氧反应。
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