鋼包內(nèi)襯用MgO基和Al-,2-O-,3-基耐火材料對鋼質(zhì)量的影響研究.pdf

1、隨著煉鋼技術(shù)的發(fā)展，特別是潔凈鋼、低碳和超低碳鋼等品種鋼生產(chǎn)量的大幅增長，人們對耐火材料產(chǎn)品的要求從單純強調(diào)抗侵蝕和長壽命逐漸轉(zhuǎn)向強調(diào)耐火材料在使用過程中盡量少“污染”鋼水，對耐火材料的選擇從以前主要取決于經(jīng)濟效果(噸鋼消耗及價格等)，轉(zhuǎn)向更關(guān)注冶金效果和重視耐火材料在高溫使用條件下對鋼質(zhì)量的影響，主要包括對鋼中C、S、P和H等元素以及T[O]、鋼中夾雜物、夾雜物形態(tài)和變性處理等方面。 本試驗采用Consarc．Co．VIM中頻

2、爐，選用不同MgO基和Al<,2>O<,3>基材質(zhì)耐火材料做為爐襯材料，包括Al<,2>O<,3>-MgO(MgO含量為13.81％)、MgO-Al<,2>O<,3>(MgO含量為82.93％)和MgO-CaO系列材料(MgO-CaO材料中CaO含量從10-40％)。對選定鋼種(82B和ML15)進行二次冶煉(試驗時采用鋁脫氧，同時添加試驗渣進行保護)，冶煉期間采取虹吸管和鋼杯對不同冶煉時間鋼水進行取樣，通過化學(xué)分析和掃描電鏡方法研究對

3、鋼中磷和硫的影響；采用圖像分析、掃描電鏡和大樣電解等方法研究鋼中夾雜物的變化情況；選用不同碳源材料和應(yīng)用靜態(tài)法，利用化學(xué)分析、光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡方法研究不同碳源材料及碳含量對鋼水增碳的影響；采用熱力學(xué)方法(利用實驗數(shù)據(jù))對鋼中夾雜物成分等進行預(yù)測。 MgO基和Al<,2>O<,3>基耐火材料(包括Al<,2>O<,3>-MgO、MgO-Al<,2>O<,3>和MgO-CaO系列材料)對鋼中磷和硫、夾雜物以及鋼水增碳的影響有很大

4、差異。不同材質(zhì)爐襯材料對鋼中P、S和夾雜物的影響可以排列為Al<,2>O<,3>-MgOO<,3>O<,3>-MgO和MgO-Al<,2>O<,3>材料對去除鋼水磷和硫的作用很小，而MgO-CaO系列材料中的游離CaO對磷和硫有明顯的去除效果。磷在鋼中可以無限溶解，但要去除磷只能是其氧化產(chǎn)物(P<,2>O<,5>)進一步與游離CaO生成穩(wěn)定的化合物(Ca<,4>P<,2>O<

5、,9>)；而去除鋼中硫主要是通過液相完成的，即MgO-CaO材料中的游離CaO與硫反應(yīng)生成CaS。Ca<,4>P<,2>O<,9>和CaS等在冶煉過程中被吸附在MgO-CaO內(nèi)襯表面或上浮至渣中達到去除鋼中磷和硫的效果。 Al<,2>O<,3>-MgO材料對去除鋼中夾雜物沒有作用，反而由于自身被熔蝕增加夾雜物的數(shù)量；MgO-Al<,2>O<,3>材料對鋼水的凈化作用有限，但至少不污染鋼水；MgO-CaO材料對去除夾雜物有明顯作用

6、，而且CaO含量越高作用越明顯，試驗條件下CaO含量大于30％時的效果最明顯。根據(jù)鋼水各組元的實際活度與范特霍夫等溫式△G=△G<'θ>+RTInJ，可以計算一定溫度下鋼液中各反應(yīng)實際反應(yīng)自由能△G，從而判斷可能形成的非金屬夾雜物種類以及各種夾雜物的生成條件。理論計算與實際檢測結(jié)果基本吻合，即在已知鋼液、爐渣和耐火材料成分以及鋼中T[O]含量的基礎(chǔ)上，可以通過熱力學(xué)計算預(yù)測夾雜物的成分。 MgO-CaO-C磚對鋼中增碳研究表明，