使用试验中试样变形率分析MgO-CaO质耐火材料,在氧气转炉渣环境中的损毁情况。以下为耐火砖厂家搜集的氧气转炉渣的试验结果分析。
通过吸渣荷重法试验得出MgO-CaO质耐火材料试样在转炉中的损毁情况:
1.耐火材料试样气孔率对侵蚀的影响:
降低耐火材料气孔率是提高材料抗渣性最常用的手段之一。为了研究气孔率对侵蚀的影响,采用组成相同而气孔率不同的坩埚试样进行了吸渣荷重试验。得出不同气孔率的白云石试样吸收不同炉渣后的变形率情况,如下表:
材料 | 炉渣 | ||||
S-1 | S-2 | V-1 | V-2 | ||
变形率/% | |||||
白云石试验的气孔率/% | 11.7 | 1.86,2.39 (2.13) | 3.16,3.59,3.61 (3.45) | 3.60,4.18 (3.89) | 1.72,2.17 (1.95) |
16.4 | 5.75,6.55 (6.15) | 7.25,7.28 (7.27) | 10.36,11.00 (10.68) | 7.07,7.61 (7.34) | |
19.7 | – | 9.55,10.53 (10.04) | – | 8.42,8.66 (8.54) | |
MD7试验的气孔率/% | 16.7 | 1.17,1.30 (1.24) | 2.84,3.20 (3.02) | 4.81,5.08 (4.95) | 3.12,3.26 (3.19) |
19.3 | 2.25, 2.67 (2.46) | 3.84,4.50 (4.17) | 6.42,7.07 (6.75) | 4.79,4.92 (4.86) |
从上表可以看出:
(1)试样气孔率对变形率有明显的影响,降低MgO-CaO系材料的气孔率可以提高材料的抗渣性;
(2)对不同材料或不同炉渣,气孔率的影响是不一样的;
(3)含钒、钛渣的线较转炉一般渣陡峭,因此降低材料气孔率对抗含钒、钛渣的侵蚀尤为有效;
(4)气孔率为11.7%的白云石试样抗炉渣侵蚀的能力相当于气孔率为16.7%的MD7试样,可见降低白云石材料的气孔率可收到相当于提高材料中MgO含量的效果。
2.不同转炉渣和材料中MgO含量对侵蚀的影响:
在1550℃与荷重0.1MPa(1kg/cm2)下,从气孔率相近的MgO-CaO系材料在V-2渣作用下变形率与时间的关系,得出材料中MgO含量对变形率有明显的影响。用其他三种渣试验时,也得到形状相似的曲线,在此不在给出图示,只写结果。
在气孔率相近而MgO含量不同的MgO-CaO质耐火材料于1550℃荷重0.1MPa(lkg/cm2)下,吸收不同转炉渣后在2h时的荷重变形率。
试验得出:
(1)对于同一种炉渣,随着MgO-CaO系材料中MgO含量的增加变形率减小;
(2)对于同一组成的MgO-CaO材料,采用不同转炉渣时,V-1变形率最大,S1变形率最小,即变形率大小次序(或炉渣侵蚀性次序)为:V-1,V-2或S-2,S-1;
(3)S-1与S-2曲线始终保持一定距离,大约在75%MgO处以后,二曲线变得平缓,即对转炉一般渣,增加材料中MgO的含量至75%以前时,效果较为显著;
(4)对于含钒、钛转炉渣,随着材料中MgO含量增加,V-1与V-2曲线下降迅速并逐渐接近,大约在95%MgO处,二曲线汇合,这说明,对于含钒、钛渣采用含MgO高的MgO-CaO材料作炉衬较好。
此外,用两种初期渣进行实验,实验后坩埚内未见残留物。采用两种末期渣时,实验后的坩埚内均有残留物。从坩埚耐火材料试验后的残渣成分可以得出:
(1)同一种渣,虽然坩埚材料中MgO含量很不相同,但残渣组成却十分相近;
(2)两种末期渣的残渣成分有着十分显著的差异。转炉一般末期渣、残渣中CaO、SiO2与MgO的总含量约为95%,矿物相主要为C2S(约90%)与MgO(约5%)。含钒、钛末期渣、残渣中MgO与CaO总含量也约为95%,矿物相主要是方镁石与CaO。
产生上述情况的原因,看来是由于末期渣中含有较多高熔点矿物,在坩埚与炉渣同时加热升温过程中,低熔点矿物先熔化渗入坩埚,而高熔点矿物却被残留下来的结果。
为了探讨炉渣对MgO-CaO系材料的渗透侵蚀过程,对试验后耐火材料试样进行了显微镜观察和电子探针分析。
试验仅仅针对MgO-CaO质耐火材料,而氧气转炉使用的耐火材料还有很多,例如:高铝砖、镁砖、镁碳砖、轻质保温砖、耐火保温材料等等。