长水口常见的损毁因素有哪些？-找耐火材料网

长水口常见的损毁因素有哪些？

发布日期： 2019-09-03 16:08:09 阅读量（392）作者：刘梓明

长水口在初次使用时，内壁直接接触 1550 ℃以上的高温钢水，数秒内内壁被急剧加热，而此时外壁温度仍接近室温，材料的内部产生温度梯度，内壁和外壁材料无法同步膨胀，内壁产生压应力，导致外壁受到较大的拉伸应力。铝碳材料属于脆性材料，抗拉强度比抗压强度低的多。当长水口外壁内的拉伸应力超过耐火材料的极限抗拉强度时，长水口外壁就会产生纵裂纹、脖颈横裂纹等现象。

在浇钢过程中，由于石墨对钢水和渣的不润湿性，碳复合材料抗渣性得到显著提高。但是，石墨易被氧化，铝碳材料在制造和使用过程中会产生氧化脱碳。另一方面，石墨接触到钢液时，虽不易与钢液润湿，但钢液中[C]没有达到饱和，石墨能够溶进钢液。长水口为保证其热震性需要很高的碳含量，接触钢液后表面的石墨很快溶解到钢液中，由此产生脱碳，进而在表面形成疏松多孔的脱碳层。脱碳层仅存留氧化物，失去原有结合强度，虽不易溶解到钢液中，却很容易被钢水渣润湿而发生蚀损。钢水对长水口内表面氧化物高速冲刷，造成内层脱落，接着造成石墨又与钢水接触。此过程交替进行，长水口内孔扩大。在渣线液面上，液面波动，石墨向钢液中溶解后，氧化物被渣蚀损，此过程交替进行，造成长水口损毁。

随着浇钢过程的持续，长水口内外温度逐渐趋于稳定，热应力逐渐减小，此时长水口逐渐受到钢水冲刷产生的机械应力与自身重力的影响。由于铝碳质长水口多采用树脂等有机结合剂，有机结合剂在热处理后会发生碳化，导致支链被破坏，而材料又不能形成良好的陶瓷结合，使得材料整体的结合强度下降，很容易被高速的钢流冲刷掉，且钢水流速越大机械冲刷越严重。同时碳因钢水的高速冲刷而导致脱落，产生冲击脱碳，加大了长水口的脱碳损毁。

综上可知：在浇钢初期，长水口的损毁主要因素为热冲击损毁，而后当温度稳定后转变为脱碳和机械冲刷损毁。而脱碳与机械冲蚀损毁由铝碳材料本身的性质与服役环境决定，改变较为困难;但热冲击损毁发生在浇钢初期，是决定长水口可靠性的第一步，若此时发生较大程度的纵裂与横裂可能导致严重的安全事故。因此，如何缓解浇钢初期的热应力成为延长长水口使用寿命和可靠性的重要研究方向。

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