耐火材料对钢材质量的副作用
新闻分类: 技术资讯 浏览:2720 日期:2011/09/19
耐火材料的脱碳机理为:当冶炼进行的一定程度后,钢与耐火材料之间存在一定的液相隔离层。碳被氧化后天生CO气泡合并长大后上浮,通过渣层排出。根据其化学性质和成份的不同,耐火材料通常可分为: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。因此,在含有MgO-CaO系列的耐火材料具有较强的脱硫作用。实验研究表明,在高温下,耐火材料的内部有一定的液相天生。
耐火材料的脱硫作用有利于进步钢水及钢材质量
硫在钢中多以硫化物的形式存在,对绝大多数钢而言,硫[S]是有害元素。氧气[o2]使熔池中的原子铁[Fe]大量氧化成[FeO],溶解于钢水中的碳[C]与[FeO]接触发生氧化反应。而钢水中的一些元素和氧化物,主要是钢渣中的(FeO)穿过耐火砖的反应层到达脱碳层反应界面,二者在相会处发生脱碳反应。它对钢材机能的主要影响:使钢材产生热脆、减低钢的力学机能及焊接机能等。
国防以及航空航天产业的飞速发展,对优质钢材的需求愈来愈高。从力学角度分析,非金属夹杂物的存在部位是钢材的应力集中点,对钢材的强度、刚度以及持久极限等力学机能都有很大影响。同时也为研发能够对钢水起到净化作用的新型耐火材料提供依据。在冶炼纯净钢等优质钢材时就必需高度正视和深入研究耐火材料与熔池中钢水之间的反应对钢质量造成的影响。在钢的冶炼过程中,炉衬耐火材料与熔池中钢水的相互作用以及因此而引起对钢水及钢材质量的影响主要有以下几方面:
耐火材料脱落使钢水及钢材中产生非金属夹杂
在炼钢过程中,炉衬耐火砖受到腐蚀后,砖的脱碳层和反应层发生结构变化引起松弛。因此,也具有熔渣的氧化还原;脱硫、磷以及吸附钢液中夹杂物的作用。 。
耐火材料的构成元素与钢水中非金属元素之间相互反应产生非金属夹杂物
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。因为P2O5气体不不乱,须上浮到渣与钢水的液面与耐火材料液相层中提供的碱性氧化物反应天生磷酸盐溶入渣中,从而使磷从钢水中排出。基本原理为:钢水中的磷氧化天生P2O5。把钢水中的含碳量氧化降低到所炼钢号的规格内,是炼钢的重要任务之一。而耐火材料的脱碳会造成钢水中碳的含量增加改变钢的组成,尤其在冶炼纯净钢、超纯净钢时,耐火材料的脱碳会对钢水及钢材质量产生较大的影响。
耐火材料的增碳对钢水及钢材质量的影响
国内外广泛应用于转炉、电炉、连铸、炉外精炼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型的碱性耐火材料——碳复合耐火材料。受熔融钢水、炉渣、炉气以及兑入铁水和加入散料、废钢时的机械冲洗,使得耐火材料脱落并卷入钢溶液中,形成非金属夹杂。非金属夹杂是影响钢材质量的严峻缺陷之一,同理也会对钢水及钢材质量造成不利影响。碱性耐火材料因为具有耐火度高、热不乱性好、抗渣性好等优良特性,目前被广泛应用于冶炼设备中。其化学反应式为:
2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO.P2O5)+5[Fe]
耐火材料能够脱除钢水中磷的一定含量,从而有利于进步钢水与钢材的质量。碳被氧化会影响钢水中氧等其他组分的含量。 耐火材料是一种能够抵挡高温作用的固体材料,广泛应用于冶金产业。耐火材料的脱磷作用与熔渣脱磷作用相同。
耐火材料的脱磷作用有利于进步钢水及钢材的质量
磷在钢中多以磷化铁的形式存在,对绝大多数钢而言,磷[p]是有害元素。在炼钢过程中,碳的氧化反应是冶炼过程的重要反应。在一定前提下,钢水中非金属元素之间相互反应天生非金属夹杂物。因而,影响钢水的成分。它对钢材机能的主要影响:降低钢的塑性、韧性、耐焊接机能以及使钢材产生冷脆等。因而也会对钢水及钢材质量产生一些的影响。反应物在耐火材料表面形成一个固相产物层,耐火材料中的组成元素穿过该层扩散到钢水中。然而,[CO]气泡的上浮与排出,对金属熔池有一种强烈的搅拌作用,对平均钢水的成分与温度,改善钢水的化学反应动力前提也有一定的益处。在转炉与箱式电炉炼钢过程中,钢水对炉衬耐火材料会产气愤但愿械冲洗,与此同时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。钢材中的非金属夹杂物与钢材本身的机能有很大差别。其化学反应式为:(CaO)+[S]=(CaS)+[O]这表明CaO具有较强的脱硫作用。其化学反应式为:
(FeO)+C(固)=[CO]+Fe炉渣
另外,转炉和管式电炉在冶炼过程中,要向炉内进行吹氧脱碳。钢水对炉衬的机械冲洗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产生影响。
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扩散,与耐火材料中的[CaO]颗粒反应,在[CaO]颗粒表面天生CaS层。碳复合耐火材料中一般含有3%~30%的碳。介于钢水熔液与耐火材料之间的液相层,通常为硅酸盐熔体,它的组成、结构与熔渣十分相似。 上一篇: 轻质干式不定型耐火材料 下一篇: 热风炉工作原理型号分类应用范围等
|