不同碳源及碳含量的MgO-C耐火材料及其與鋼液的相互作用.pdf

1、MgO-C耐火材料作為碳復合材料中最重要的品種之一被廣泛運用于煉鋼行業(yè)。隨著潔凈鋼、超低碳潔凈鋼生產的發(fā)展，人們的觀念從單純追求耐火材料的長壽命轉移并同時需要考慮耐火材料對鋼質量的影響，因此研究耐火材料與鋼水的相互作用對于工業(yè)實踐中提高鋼水的質量具有重要的意義。本論文以鱗片石墨，NC220納米碳，NC990納米碳三種不同的碳形式為MgO-C耐火材料的碳源，研究了MgO-C耐火材料中碳的質量分數對MgO-C耐火材料的材料與力學性能的影響，

2、以及用靜態(tài)法，在1873K，高純氬氣氛中，用300g超低碳鋼與外徑30mm、孔徑14mm的MgO-C耐火材料相互作用1h，系統(tǒng)地研究不同碳源及碳質量分數的MgO-C耐火材料對與之接觸的鋼液成分變化的影響以及相互作用界面的侵蝕情況。實驗結論如下:
　　(1)傳統(tǒng)MgO-C耐火材料（鱗片石墨為碳源）中碳質量分數從3％增加到10％，MgO-C耐火材料的顯氣孔率從10.46％增加到11.45％;體積密度從2.98g/cm3降低到2.86g

3、/cm3，抗壓強度從61.60MPa降低到22.83MPa;高溫抗折強度從16.35MPa降低到12.01MPa，傳統(tǒng)MgO-C耐火材料在與鋼液反應前后都發(fā)現有鎂鋁尖晶石存在，在傳統(tǒng)MgO-C耐火材料碳質量分數增加到10％時，反應后的耐火材料中鎂鋁尖晶石增多。
　　(2)傳統(tǒng)MgO-C耐火材料中碳質量分數從3％增加到10％，MgO-C耐火材料與超低碳鋼界面附近的過渡層的厚度從30.8μm增加到42.3μm。
　　(3)傳統(tǒng)M

4、gO-C耐火材料中碳質量分數從3％增加到10％，MgO-C耐火材料與鋼液相互作用后，鋼樣中的N的質量分數從14.05ppm增加到83.6ppm;C的質量分數從261ppm增加到1360ppm;Al的質量分數從123ppm增加到183ppm;Mg的質量分數從144ppm增加到268ppm，鋼液中O的質量分數46ppm降低到8.5ppm。
　　(4)含納米碳的MgO-C耐火材料中納米碳的質量分數從1％增加到3％時，NC220鎂碳耐火材

5、料的顯氣孔率從11.4％增加到13.06％，體積密度由2.99g/cm3降低到2.87g/cm3，耐壓強度從29.47MPa降低到19.01MPa; NC990鎂碳耐火材料的顯氣孔率從11.77％降低到9.98％，體積密度由2.93g/cm3增加到3.04g/cm3，耐壓強度從30.68MPa增加到65.03MPa。
　　(5)含納米碳的MgO-C耐火材料中納米碳的質量分數從1％增加到3％時，NC220鎂碳耐火材料與超低碳鋼的界面

6、附近的過渡層厚度由34.3μm增加到233.3μm; NC990鎂碳耐火材料與超低碳鋼的界面附近的過渡層厚度由46μm降低到11.7μm。
　　(6)含納米碳的MgO-C耐火材料中納米碳的質量分數從1％增加到3％時，與NC220鎂碳耐火材料反應后鋼中C質量分數從255ppm增加到292ppm，Mg質量分數從98ppm增加到228ppm，Al質量分數從92ppm增加到136ppm，O質量分數從31.6ppm降低到15.8ppm，N質

7、量分數從24.1ppm增加到34.3ppm;與NC9900鎂碳耐火材料反應后鋼中C質量分數從312ppm降低到229ppm，Mg質量分數從82ppm降低到68ppm，Al質量分數從144ppm降低到117ppm，O質量分數從20.6ppm增加到36.1ppm，N質量分數從28.6ppm降低到16ppm。
　　(7)與傳統(tǒng)MgO-C耐火材料相比，含有納米碳的MgO-C耐火材料有效地限制了耐火材料對鋼液的增碳;與NC220鎂碳耐火材料