镁碳砖被大量应用于钢包渣线部位,服役环境恶劣,而镁碳砖的抗侵蚀性成为制约钢包寿命的关键因素。镁碳砖侵蚀机制方面的研究可以分为两大类,一类是宏观机制,包括三个主要因素;一是热辐射分布不均导致炉壁上的热点;二是由于温度的起伏导致的热应力;三是由于高温熔体的剧烈搅动导致的冲刷。另一类是微观机制,主要包括以下因素,石墨的氧化,镁砂的溶解和结合剂的分解等等。
取某钢厂使用过后的镁碳砖非工作面的部分,将试样切成块状,然后进行配渣。为满足该厂低碱度渣系工艺的要求,所配钢渣碱度(二元碱度钙硅比)为1左右。开展低碱度条件下,钢渣的氧化性、碱度对镁碳砖侵蚀的试验研究。
加热炉升温至1580℃,首先,熔化配好的钢渣,然后,放入镁碳硅试样,试验时间为2h。试验过程中始终通入氮气保护。研究铜渣氧化性对镁碳砖侵蚀的影响时选取刚玉坩埚,研究碱度对镁碳砖侵蚀的影响时选取
石墨坩埚。热侵蚀试验结束后,取侵蚀界面处试样制成光片,并用
扫描电镜以及能谱分析进行观察检测。
1)在钢渣碱度为1的条件下,随着钢渣氧化性的增强,镁碳砖中的石墨被氧化,砖体的抗熔渣润湿性变差,结构变疏松,钢渣更容易渗入镁碳砖中,加快了侵蚀损毁,并且此时钢渣中铁的氧化物不参与镁砂颗粒的侵蚀反应。
2)在非氧化性钢渣碱度为1的条件下,由于钢渣可以跟镁砂形成大量的低熔点物质-
钙镁橄榄石,使其对镁砂具有很强的侵蚀能力;当碱度大于1和小于1时,由于形成的
复合氧化物熔点升高,使钢渣的侵蚀能力减小,但钢渣仍具有一定的侵蚀能力。