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含碳耐火材料在浸入式水口界面的腐蚀理由

2020-11-20

  含碳耐火材料在浸入式水口界面的腐蚀理由


  1.耐火砖层脱碳


  碳结合耐火材料的碳源由粘结剂热处理后的残余碳和石墨组成。对含碳耐火材料在钢水中的脱碳机理进行了深入研究。


  在1520℃时,碳在钢液中的饱和溶解度可达百分之5.1。除了碳在钢液中溶解外,碳还可以被钢液成分氧化。脱碳速率主要取决于钢水中碳的浓度和钢水中的氧化气氛。


  由于结合碳和石墨碳的损失,氧化锆颗粒暴露出来,形成一定厚度的富氧化锆层。

浸入式水口.jpg

  2.冶金渣的侵蚀


  冶金渣对氧化锆具有良好的润湿性,导致氧化锆稳定剂脱溶,氧化锆团聚体的开裂侵蚀到渣中。


  ZRO2-C材料在钢水或保护渣的作用下,其润湿性会发生变化。研究发现,钢液与未使用ZRO2-C材料之间的润湿角应大于钢液与被防模渣润湿后的ZRO2-C材料之间的润湿角。


  钢水润湿后的保护渣与耐火材料之间的润湿应优于保护渣与未使用ZRO2-C材料之间的润湿。


  浸入式水口厂家提示:渣与氧化锆的相互作用主要是由渣中的杂质和ZrO2颗粒以及稳定剂CaO引起的,在浇注温度和气氛下增加了ZrO2颗粒中的低熔点相。

浸入式水口.jpg

  同时,亚晶界和低熔点浓度区域为ZrO2颗粒形成了容易与渣液发生反应的通道,使渣液能够一直渗透到颗粒内部。


  渣液的浸润会导致稳定剂CaO的溶出速度加快,ZrO2颗粒的开裂,被渣液浸润,开裂的ZrO2颗粒在钢水和渣液的反复作用下被溶蚀到渣液中。


  此外,钢液中还发生了Fe+O→[FeO]的反应。[FeO]+C→Fe+CO(g),ZrO2→C中的石墨可以降低熔渣中的FeO。损伤断口中有铁的形成,上面的碳被氧化形成空位,进一步促进熔渣的渗透。


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