转炉所用耐火材料一般都是含碳的碱性材料,如镁碳砖等。由于炉衬中含有碳,其侵蚀过程就由碳的氧化与熔渣向脱碳层的渗透、溶解侵蚀两个阶段锁钩成。这两个阶段既彼此密切相关而又各有其独立性与特殊性。
而碳在炉衬中到底起一些什么作用,却还没有统一的见解。河南耐火砖厂家认为,碳在转炉耐火材料中有以下正向良好作用:
(1)碳质或含碳质耐火材料对熔渣熔体是不润湿的。即接触角θ> 90℃,因此碳能阻止熔渣的渗透,使熔渣渗透深度小,这就减少或避免了砖的结构剥落,这一点对烧成砖是重要的。
(2)k.杉田(Sugita)等将Fe2O3和白云石混合,在空气中加热,发现在700~800℃以后氧化铁与CaO反应生成2CaO·Fe2O3或CaO·Fe2O3。如在上面混合料中加入石墨粉,发现氧化铁和CaO在700~900℃之间发生反应,但超过1200℃以后,氧化铁则以FeO形态溶于MgO中,而不与CaO反应。因此碳阻止了CaO与Fe2O3形成低熔点、低黏度物并使Fe2O3还原成FeO或Fe。由此可以认为砖中碳素主要起了还原作用。这一点与R.E.约翰逊( Johnson)等在还原气氛与氧化气氛得出的MgO-CaO-FeOn相图也是一致的。即MgO-CaO质耐火材料在有碳存在的还原气氛中比无碳存在的氧化气氛能吸收更多的氧化铁而不出现液相。
(1)氧气转炉梁行忠气氛是变动的,砖内碳的存在保证了气氛的稳定性,避免了高价铁与低价铁转变伴随着方镁石固溶体较大的体积变化。
(4)碳在砖中的作用除上述几点之外,还能增加制品的高温强度。
关于砖内碳含量以多少为好,应根据冶炼条件来确定。