乌鲁木齐耐火材料对钢材质量的影响

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新疆乌鲁木齐耐火材料对钢材质量的影响

耐火材料是一种能够抵抗高温作用的固体材料，广泛应用于冶金工业。依据其化学性质和成份的不同，耐火材料一般可分为：酸性耐火材料(石英、硅砖)；半酸性耐火材料(半硅砖)；中性耐火材料(铬砖、粘土砖、高铝砖)；碱性耐火材料(镁砖、铬镁砖、镁铝砖、白云石砖、镁砂、白云石及镁质耐火泥)等。碱性耐火材料由于具有耐火度高、热稳定性好、抗渣性好等优异特性，现在被广泛应用于操练设备中。在转炉与电炉炼钢进程中，钢水对炉衬耐火材料会发生机械冲刷，与此一起构成耐火材料的组成元素溶解到钢水中并与钢水之间发生化学反应。钢水对炉衬的机械冲刷以及二者之间的化学反应：一方面导致炉衬耐火材料的受损与腐蚀；另一方面会对钢水及钢材的质量发生影响。在钢的操练进程中，炉衬耐火材料与熔池中钢水的互相作用以及因此而引起对钢水及钢材质量的影响首要有以下几方面：

　　耐火材料掉落使钢水及钢材中发生非金属搀和

　　在炼钢进程中，炉衬乌鲁木齐耐火砖遭到腐蚀后，砖的脱碳层和反应层发生结构改动引起懈怠。受熔融钢水、炉渣、炉气以及兑入铁水和参加散料、废钢时的机械冲刷，使得耐火材料掉落并卷入钢溶液中，构成非金属搀和。钢材中的非金属搀和物与钢材自身的功用有很大不同。从力学角度剖析，非金属搀和物的存在部位是钢材的应力集中点，对钢材的强度、刚度以及耐久极限等力学功用都有很大影响。因此，非金属搀和是影响钢材质量的严峻缺点之一。

　　耐火材料的构成元素与钢水中非金属元素之间互相反应发生非金属搀和物

　　构成耐火材料的一些元素，直接溶解到钢水中，使得熔池中的氧、碳及其他非金属元素增加。在必定条件下，钢水中非金属元素之间互相反应生成非金属搀和物。同理也会对钢水及钢材质量构成倒运影响。

　　耐火材料的增碳对钢水及钢材质量的影响

　　现在国内外广泛应用于转炉、电炉、连铸、炉外精粹以及钢包中的耐火材料，是20世纪80年代发展起来的一类较为新式的碱性耐火材料——碳复合耐火材料。碳复合耐火材猜中一般含有3%～30%的碳。在炼钢进程中，碳的氧化反应是操练进程的重要反应。把钢水中的含碳量氧化下降到所炼钢号的规范内，是炼钢的重要任务之一。而耐火材料的脱碳会构成钢水中碳的含量增加改动钢的组成，尤其在操练纯真钢、超纯真钢时，耐火材料的脱碳会对钢水及钢材质量发生较大的影响。耐火材料的脱碳机理为：当操练进行的必定程度后，钢与耐火材料之间存在必定的液相隔离层。反应物在耐火材料外表构成一个固相产品层，耐火材猜中的组成元素穿过该层松散到钢水中。而钢水中的一些元素和氧化物，首要是钢渣中的(FeO)穿过耐火砖的反应层抵达脱碳层反应界面，二者在相会处发生脱碳反应。因此，影响钢水的成分。其化学反应式为：

　　(FeO)+C(固)=[CO]+Fe炉渣　　　　　　

　　O2+2C(固)=2[CO]炉气

　　别的，转炉和电炉在操练进程中，要向炉内进行吹氧脱碳。氧气[O2]使熔池中的原子铁[Fe]许多氧化成[FeO]，溶解于钢水中的碳[C]与[FeO]触摸发生氧化反应。碳被氧化后生成CO气泡兼并长大后上浮，通过渣层排出。碳被氧化会影响钢水中氧等其他组分的含量。因此也会对钢水及钢材质量发生一些的影响。但是，[CO]气泡的上浮与排出，对金属熔池有一种激烈的拌和作用，对均匀钢水的成分与温度，改进钢水的化学反应动力条件也有必定的优点。

　　耐火材料的脱硫作用有利于前进钢水及钢材质量

　　硫在钢中多以硫化物的方法存在，对绝大多数钢而言，硫[S]是有害元素。它对钢材功用的首要影响：使钢材发生热脆、减低钢的力学功用及焊接功用等。因此，减小和操控钢中硫的含量，关于前进钢材质量具有很大优点。试验研讨标明，在高温下，耐火材料的内部有必定的液相生成。介于钢水熔液与耐火材料之间的液相层，一般为硅酸盐熔体，它的组成、结构与熔渣十分相似。因此，也具有熔渣的氧化康复；脱硫、磷以及吸附钢液中搀和物的作用。

　　耐火材料对熔池中钢水的脱硫原理为：进入耐火材料液相隔离层中的硫离子通过液相向耐火材料内松散，与耐火材猜中的[CaO]颗粒反应，在[CaO]颗粒外表生成CaS层。其化学反应式为：(CaO)+[S]=(CaS)+[O]这标明CaO具有较强的脱硫作用。因此，在含有MgO-CaO系列的耐火材料具有较强的脱硫作用。

　　耐火材料的脱磷作用有利于前进钢水及钢材的质量

　　磷在钢中多以磷化铁的方法存在，对绝大多数钢而言，磷[p]是有害元素。它对钢材功用的首要影响：下降钢的塑性、耐性、耐焊接功用以及使钢材发生冷脆等。耐火材料的脱磷作用与熔渣脱磷作用相同。基本原理为：钢水中的磷氧化生成P2O5。由于P2O5气体不稳定，须上浮到渣与钢水的液面与耐火材料液相层中供应的碱性氧化物反应生成乌鲁木齐磷酸盐溶入渣中，然后使磷从钢水中排出。其化学反应式为：

　　2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO.P2O5)+5[Fe]

　　因此，耐火材料能够脱除钢水中磷的必定含量，然后有利于前进钢水与钢材的质量。

　　近年来，由于工业、国防以及航空航天工业的飞速发展，对优质钢材的需求愈来愈高。在操练纯真钢等优质钢材时就必须高度重视和深化研讨耐火材料与熔池中钢水之间的反应对钢质量构成的影响。一起也为研发能够对钢水起到净化作用的新式耐火材料供应依据。

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