滑动水口在使用过程中主要受以下几种侵蚀机制影响,由科瑞耐火砖厂家收集整理。
1.热震(急冷即热)对滑动水口耐火材料的影响:
滑板的热机械损毁主要来自浇钢初期滑板工作前温度低的情况下,突然接受约1600℃钢水冲击,造成工作面1400~1450℃的温差,因此在铸孔外部产生超过滑板强度的张应力,导致形成以铸孔为中心的辐射状的微裂纹。裂纹的出现有利于外来杂质的扩散、渗透,更加加速了化学侵蚀,反过来化学反应又促进裂纹的形成与扩展,如此循环使滑板铸孔损毁扩大。
2.氧化对滑动水口耐火材料的影响:
滑板的氧化基本上表现为两种途径:
(1)钢水氧化,特别指高氧钢。钢水中的[O]氧化碳素而形成气孔,铁渗入气孔并使滑板表面黏附钢液;
(2)空气氧化碳索和钢水,生成低熔物如FeO,沿气孔继续侵蚀。众所周知,含碳耐火材料在不同气氛下受热,只是表面形成氧化层或松弛。颜色由黑变褐灰或灰白,测量该层的厚度便可定量地显示氧化程度。
3.侵蚀对滑动水口耐火材料的影响:
滑板的抗侵蚀性一方面取决于钢种和炉渣组成;另一方面取决于滑板的化学性质和显微结构。前者是固定因素不能改变,要求滑板的性质满足冶炼条件的需要,因此,要讨论的只能是耐火材料工艺问题。首先是选择耐侵蚀的原料和改善滑板的湿微结构,最重要的提高基质的致密度及其与颗粒料的结合程度。由于滑板形状和尺寸的特殊性,最常用的回转渣蚀法和坩埚法就不太合适了,可采用指法浸渣。Doussal以截面25mmx25mm的长柱体浸入上浮炉渣的钢水中,对比观察了烧成高铝和铝碳滑板的抗侵蚀情况,结果显示,高铝试样的渣线区侵蚀严重。Murakami以同样的方法研究AlON结合滑板的抗渣性并与铝碳制品相比较,认为AlON结合滑板较好。他们所用的试验条件足:钢与渣比为15:1,温度控制在(1600±30)℃,浸入60min。取出后切开断面检查。
在许多情况下是借助浸入法检测抗热震性的试样来评价抗侵蚀性。从某种意义上讲,依据物质化学性质可以预示滑板抗侵蚀性的优劣;但这没考虑结构因素,即材料理论密度与体积密度之间的差异。化学反应在很大程度上受反应物界面状态控制,因此,滑板的侵蚀行为确实是个多元的复杂问题,实在是难以用量化的检验方法予以确认。许多理化性能检测资料中只能以相对指数来表示抗渣性。
侵蚀滑板的介质主要是来自钢水(中的氧和某些合金元素)和炉渣,包含了化学反应和冲蚀两方面的作用。镁质耐火材料滑板对钢水和炉渣的化学稳定性俱佳,但是其膨胀率高限制了应用范围。因此,讨论抗侵蚀性问题主要是以氧化铝基耐火材料为主。
FeO是侵蚀介质之首,主要来自炉渣。钢水接触大气,亦可生成些许氧化铁。
FeO与刚玉反应生成低熔点铁铝尖晶石或与莫来石反应生成低熔点硅酸盐。
原则上,滑板是不接触炉渣的。但通过使用后的滑板剖析,还是普遍发现有炉渣的侵蚀行为。对于铝锆碳制品而言,炉渣中除Al2O3、Cr2O3外,都是侵蚀介质,包括FeO、CaO、MgO、MnO、NiO等碱性介质。这些侵蚀介质与滑板的主物相反应形成液相,于冷凝过程析出各类晶体或玻璃相。通过显微结构分析确认相组合和析晶形貌,借其讨论化学反应过程是掌握滑板侵蚀机制的最直接、最有力的研究方法。
抗侵蚀试验工作可以两种方式进行:一是试验室模拟试样分析;二是现场用后残砖分析。前者在确定条件下试验,可以获得比较有规律的结果,便于举一反三地引用:后者最能反映实际情况,结果真实。
4.其他因素对滑动水口耐火材料的影响:
另外,滑板的损毁与钢厂的冶炼条件和操作方式相关,具体包括浇铸方式、浇铸时间、浇钢温度、浇铸钢种、钢水节流程度、钢包的周转时间、铸孔的清理、滑板外部的受力条件、滑板内部的应力和温度分布等。实际使用过程中对滑板的不当操作是国内滑板寿命普遍偏低的原因之一。比如,铸口清理操作时过度烧氧,加剧铸口蚀损。