钢与微孔MgO耐火材料相互反应的界面层-找耐火材料网

钢与微孔MgO耐火材料相互反应的界面层

发布日期： 2020-07-08 08:58:00 阅读量（443）作者：

3种耐火材料与钢液相互反应后形成的界面层形貌如图1所示，可以看出，S1耐火材料与钢的界面层不明显，而S2和S3耐火材料与钢的界面处均有一层连续的界面层的存在(厚度约为25μm)。由于传统致密镁质耐火材料的高温稳定性较差，很容易受钢液冲刷、脱落而进入到钢液中，耐火材料中氧化物如 MgO 与钢中铝的反应，增加了钢中夹杂物的数量，如图1(a)所示，在钢与耐火材料界面附近有脱落的耐火材料颗粒其主要成分为MgO 和 MgAl2O4，在界面处观察到有一定量的MgAl2O4 的产生。说明致密镁质耐火材料受钢液的冲刷脱落导致对钢液的污染，钢液 O 含量大幅度增加，夹杂物数量较多。

反应结束后钢与耐火材料界面层形貌

图1 反应结束后钢与耐火材料界面层形貌

对于微孔 MgO 耐火材料，由于骨料中多重微孔的存在，MgO 粉体表面更粗糙，利于增强粉体之间的咬合程度，提高了其高温下的热震性能，减少了钢中二次夹杂的产生。同时，骨料中微孔的存在有利于促进钢中夹杂物如 Al2O3 等与耐火材料微孔 MgO 的界面反应，如图1(b)所示，在界面处形成镁铝尖晶石层，阻碍钢液对耐火材料的进一步侵蚀，但具体的机制还需要进一步研究。由图1(c)可知，镁碳质耐火材料能够在与钢液接触的耐火材料表面形成一层均匀连续的 MgO致密层，有效地阻止钢液对耐火材料的冲刷侵蚀，有利于减少耐火材料的侵蚀。这是由于高温条件下镁

碳耐火材料中的 MgO 和 C 在热力学上是不稳定的，能够发生 MgO(s)+C(s)→Mg(g)+CO(g)的反应，导致耐火材料的表面变得毛糙，而钢液与

MgO 和 C 具有较好的润湿性，钢液侵入到耐火材料表面的气孔中，从而导致镁蒸气很容易在氧化镁颗粒的周围氧化沉积，形成 MgO 致密层。

通过对3种镁质耐火材料浸泡钢中夹杂物数量、尺寸分布等特征的分析比较以及对钢与耐火材料相互反应形成界面层的观察，表明3种耐火材料对钢液都有不同程度的污染，但相较而言，传统致密镁质耐火材料对钢液的污染最严重，微孔 MgO 质和镁碳质耐火材料则对钢液洁净度的影响较小，而且，还可以吸附钢中氧化铝夹杂，一定程度上提高钢的洁净度。