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鋼包渣線用耐火材料鎂碳磚損毀的四個因素

鋼包渣線用耐火材料鎂碳磚損毀因素歸根結底就是碳的氧化，其中包括氣相氧化、液相氧化、間接氧化、氣孔的影響，詳細分析如下：

一、氣相氧化

即 碳的直接氧化，即石墨在高溫下由于與空氣(O2)、水蒸汽(H2O)和碳酸氣等共存而被氧化。石墨在560℃以上就開始顯著氧化而使含碳制品脫碳損耗，由 圖可以看出右邊部分已被氧化成為脫碳區，在脫碳區中由于碳的氧化而形成了許多擴散通道，氧氣和熔渣通過擴散通道進入磚內，在界面處和碳反應，反應產物通過 擴散通道擴散出去。由下圖可以看出在1000℃時，系統中主要以CO氣體形式存在，Pco≈0.1Mpa，生成的CO氣體向外擴散，阻止了O2及其它氣體 的進入，從而起到氣態“抗氧化劑”效果，所以碳是能夠穩定存在的，但出鋼后冷卻過程中有可能被空氣氧化。同時含碳制品襯磚表面上附有渣層，可防止由空氣引 起碳的氧化，起到保護膜的作用，這種保護作用在1000℃以上特別明顯。

二、液相氧化

MgO + C = Mg + CO

指 溶渣中的鐵氧化物和氧化錳等引起碳的氧化。通常在冶煉過程中熔渣含有大量的氧化鐵，其按下式反應使碳氧化：左圖顯示了熔渣中氧化鐵的含量TFe(總量)與 MgO-C質爐襯磚損毀速度之間的關系。它表明隨著熔渣中總鐵含量的增加，MgO-C質爐襯磚損毀速度變大。同時，含碳制品表面形成脫碳層后，熔渣容易滲 透并與顆粒反應，從而促進了顆粒向熔渣中溶解和溶出，導致結構疏松，加快了制品的損毀。

三、間接氧化

在 高溫下MgO與碳的反應，形成脫碳層，導致鎂碳磚組織結構的惡化，促使熔渣向脫碳層侵蝕，與鎂砂反應形成反應層，而正是由于低熔物的出現，引起熔蝕和沖 蝕。在1850℃時MgO(s)和CO(g)的標準生成自由能相等，所以反應式(1) 在1850℃下平衡，即這四種物質共存。但上述條件是PMg(g)和PCO(g)均為1atm，而在實際應用中PMg(g)很低，所以MgO(S)和 C(S)在很低溫度下就開始發生反應。這對鎂碳磚的損毀是極為有害的。

四、氣孔對鎂碳磚損毀的影響

鎂 碳磚中的氣孔，特別是開口氣孔，對鎂碳磚的損毀具有重要的影響。鎂碳磚在使用過程中，主要是通過氣孔促使碳的氧化損毀，進而加劇爐渣對磚襯的侵蝕，從而造 成鎂碳磚的損毀。存在于磚中的開口氣孔，冷卻時從外部吸入空氣，再加熱時，空氣中的氧氣與周圍的碳反應生成CO排出，這樣的過程周而復始，使氣孔率增大。 另外，存在于鎂碳磚中的結合劑，是氣孔產生的重要因素。作為鎂碳磚的結合劑，一般添加3%~4%的酚醛樹脂，成型后的氣孔率較低約為3%左右。但在使用過 程中，酚醛樹脂加熱分解，產生H2O、H2、CH4、CO、CO2等氣體蒸發排出，氣體蒸發的通路便形成氣孔，也使氣孔率增大。這樣，存在于空氣中的氧以 及爐渣中的氧化物等便通過氣孔對磚加以侵蝕，一方面促進了碳的氧化損毀，另一方面加劇了爐渣與磚中MgO的反應，造成鎂碳磚的損毀。

鋼包用鎂碳磚理化指標