碳复合耐火材料MgOCaOC质耐火材料课件.ppt

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1、碳复合耐火材料4MgO-CaO-C质耐火材料2009年5月濮耐技术陈勇题纲前言含游离CaO的碱性耐火材料原料与性能MgO-CaO-C质制品的组成与性能MgO-CaO-C的生产工艺要点MgO-CaO-C砖的应用从氧化物的ΔG°＿T关系图可见，CaO与C的共存温度较高，含CaO的碳复合耐火材料应具有更好的使用性能。MgO(S)+C(s)Mg(g)+CO(g)ΔG°＝622.36-0.292T(kJ)CaO(s)+C(s)Ca(g)+CO(g)ΔG°=682.91-0.28T(KJ)2131.37K2438.96K1前言CaO具有独特的化学稳定性，并具有净化钢液的作用，在冶炼不锈钢、纯净

2、钢、及低硫钢等优质钢种领域的作用日益受到人们的重视。另外随着吹炼技术和操作条件的更新，耐火材料的损毁形态和程度也发生着变化，而且迫切需要性能更好的耐火砖种以适应这种技术及操作条件的更新。冶炼不锈钢与冶炼一般钢种不同，在低碱度(CaO/SiO2)渣存在的条件下，耐火材料暴露于高温且长时间的操作环境中。由于低碱度渣能提高MgO的溶解度，同时容易向方镁石晶界浸润，并促进结晶晶粒的分离和溶出，因此在这样的条件下使用MgO-C砖，镁砂损毁很大。冶炼不锈钢时由于操作温度高，炉渣中CaO/SiO2低、总铁含量小，在工作面附近难于形成致密MgO层，所以砖内易于发生MgO+C的反应，造成组织劣化。因此M

3、gO-C砖的损毁可以认为同时受到炉渣引起的镁砂的溶解与溶出及由MgO造成的碳的氧化产生的组织劣化两者的综合作用，砖的损毁速度显著增大。用MgO-CaO-C砖取代上述操作条件和吹炼方法中使用的MgO-C砖，具有如下优点：砖中的CaO溶解于炉渣中，在工作面形成高熔点和高粘度的渣层，具有炉渣保护层的机能；由于CaO比MgO更能稳定地与C共存，所以由砖内部反应引起的组织劣化小。1>原料的种类烧结白云石、合成镁白云石、电熔白云石、电熔CaO熟料。这些原料与C所制得的砖分别称为白云石碳砖、镁白云石碳砖等。2含游离CaO的碱性耐火材料原料与性能2>含游离CaO原料的显微结构特点各种含游离CaO的原料

4、，若CaO<10%,时，则在显微镜下不能明确找到CaO的聚集部分（即CaO晶簇）；10％＜CaO＜30％时，CaO晶相被连续的方镁石晶相所包围，CaO呈孤岛状分布于方镁石晶相之中，能明确找到CaO的聚集部分；CaO>30%时，则CaO(方钙石)成为连续晶相，方镁石则被方钙石晶相所包围。电熔原料比烧结原料有更大的晶体尺寸。2含游离CaO的碱性耐火材料原料与性能3>原料的水化性含游离CaO的碱性耐火原料,一旦同外界的水分接触,即发生水化作用,随之而发生ΔV＞300％,使原料粉化。在选择原料时,一般用合成镁钙熟料，原因是其抗水化性比较好，这是由于合成料中CaO的聚集体较少，CaO和MgO均匀

5、分布，CaO与外界的接触面较小。2含游离CaO的碱性耐火材料原料与性能MgO-CaO-C质制品中，CaO、MgO、C对制品性能均有影响，但影响最大的是制品中的CaO含量，以及原料的种类及其显微结构。3MgO-CaO-C质制品的组成与性能从热力学看,在还原条件下,CaO比MgO要稳定得多,当MgO被还原时，CaO还相当稳定这一热力学特性直接影响着MgO-CaO-C制品的性能。如MgO-CaO-C砖在高温下加热时的失重率随着CaO含时的关系如右图所示。1>CaO与MgO的热力学稳定性由图可知，随着CaO含量的增加，MgO-CaO-C砖的失重率下降，与此相应MgO-CaO-C砖经高温热处理后

6、的冷态耐压强度也提高。这是因为在强还原条件下，随着CaO含量的增加，制品内部组织劣化程度变小的结果。CaO与MgO虽都是碱性耐火氧化物，但两者的抗渣性却不尽相同。CaO抗酸性渣能力（SiO2）强，原因是CaO与SiO2反应生成高熔点的C2S，同时使靠近CaO工作面的渣碱度上升，从而使渣的粘度提高，降低了渣的侵蚀作用。因此MgO-CaO-C砖对低碱度渣的耐蚀性比MgO-C砖要强；而抗铁渣的能力MgO比CaO要强。2>方钙石与方镁石的抗渣性在一般的转炉冶炼过程中，炉渣对耐火材料的侵蚀可分两个阶段，即初期渣侵蚀阶段（酸性渣，主要是SiO2）和后期渣侵蚀阶段（主要是Fe2O3、CaO）,因此对

7、于初期渣来说，CaO的存在可降低熔渣对砖的侵蚀性，降低渣的渗透速度，所以一般CaO比MgO好；对于后期渣而言，一般是MgO比CaO的抗侵蚀性强。若渣中氧化铁含量低（＜10％），MgO-CaO-C砖同样具有良好的抗渣性能。2>方钙石与方镁石的抗渣性3>MgO-CaO-C与MgO-C砖的热应力对比MgO-CaO-C砖与MgO-C砖相比，具有以下独特的性能：1>.在低CaO/SiO2、低的TFe(总铁)渣的情况下，MgO-CaO-C砖比MgO-C砖具