影響鋼包渣線磚耐材壽命的關鍵因素

鋼包渣線是鋼水與空氣空氣直接接觸的部分。目前，鎂碳磚主要用于鋼包渣生產線的砌體。由于溫差和富氧環境的存在，侵蝕速度明顯快于其他部位。此外，鋼水在運行過程中的傾覆和排渣作業會對渣線造成很大的損壞，因此，鋼包渣生產線是維修頻率榮盛耐材 高的部分之一。

鋼包渣線的使用壽命主要受外部環境的影響和制約，包括耐材質和砌筑方式。

(1)外部環境

鋼包裝是一種承擔鋼水的裝置。對于澆筑設備，鋼水溫度通常在1500℃左右，鋼渣線在此溫度下與空氣接觸，會產生強烈的氧化反應。不僅如此，鋼水與空氣接觸面的溫差對鋼渣線的影響也相當大，較大的溫差將嚴重測試鋼渣線[20]的熱穩定性，在頻繁進行中。在傾倒作業中，耐材料會產生一定程度的坍塌。因此，在外部環境中，高溫下的氧化對礦渣線的侵蝕有很大的影響。同時，溫度的巨大變化對耐材料的熱穩定性提出了很高的要求。在耐材料熔斷和坍塌的相互作用下，鋼渣線容易損壞，導致鋼滲漏現象。

LF精制渣容易導致鎂碳磚氧化。脫碳，LF渣在高溫下粘度較低，在脫碳層中滲透性強，對氧化鎂的溶解度高。同時，熔渣容易滲透到方鎂石的晶界中，與鎂砂顆粒分離，如圖2所示(SA為渣)；TA是三個十字路口)。因此，LF渣線鎂碳磚的使用壽命相對較低。沈平等系統研究了LF精煉過程中鋼包裝鎂碳磚的破壞機制，表明較小的MgO晶粒骨料容易被高溫熔渣侵蝕，熔渣沿方鎂石晶界繼續滲透到MgO骨料中，榮盛耐材 榮盛耐材導致方鎂石骨料的解決。

鎂碳磚在鋼包裝的不同服務溫度區域及其內部的不同組織結構造成了不同的損傷和侵蝕機制。在靠近鋼液位的高溫區域，鎂碳磚本身會與碳發生反應，形成脫碳層。在高溫下，熔渣和鎂碳磚具有更好的潤濕性，MgO向熔渣溶解的趨勢更大。與空氣側附近的低溫區域相比，鎂碳磚的熔渣侵蝕更嚴重。此外，鋼包裝的扒渣和修復操作不可避免地會對鋼包裝生產線造成人為損壞。扒渣機和拆包機在清理冷鋼和殘渣的同時，會對鋼包裝生產線造成振動和意外傷害，從而對鋼包裝生產線造成一定程度的損壞。雖然這種損壞對渣線的整體質量影響不大，但仍會增加鋼包裝生產線的維護頻率。

(2)耐材質

目前鋼包渣生產線主要采用鎂碳磚砌筑，無論是傳統的鎂碳磚還是目前廣泛使用的低碳鎂碳磚，都以鱗片石墨為碳源，鱗片石墨一般采用-197.-196等。，也就是說，粒度大于100目。純度高于97%或96%(質量分數)，粘合劑為熱硬性酚醛樹脂。在碳化反應過程中，由自身鏈段交聯反應形成的網狀結構可以形成鎂砂顆粒與石墨之間的機械聯鎖力。石墨作為鎂碳磚生產的主要原料，主要得益于其優良的物理性能:①對爐渣的不濕性，②高導熱性，③低熱膨脹性。此外，石墨和耐火材料不同時熔化，石墨耐火性高。正是由于這一榮盛耐材性，鎂碳磚被選擇在使用環境惡劣的渣線上[24]。對于低碳鎂碳磚(碳質量分數≤8%)或超低碳鎂碳磚(碳質量分數≤3%)，由于碳含量低，很難形成連續的網狀結構，因此低碳鎂碳磚的組織結構設計比較復雜。相反，高碳鎂碳磚(碳質量分數>10%)的組織結構設計相對簡單。

由于鎂碳磚容易受到水分和配方選擇的影響，鎂碳磚的性能將受到一定程度的影響。鎂碳磚受潮后，結構松散，高溫下水分逸出，產生長短通道，對鎂碳磚的熱穩定性和耐腐蝕性產生負面影響。同時，鋼水的沖刷能力將大大降低。MgO-C對熱機械研磨非常敏感，因為MgO熱膨脹系數具有較高的可逆性。鎂碳磚的粘合劑也是影響鎂碳磚質量的重要因素。粘合劑含量過多或過少都會影響鎂碳磚的性能。粘合劑含量太少，鎂碳磚粉末粘合不緊密，容易被沖走和剝落；如果粘合劑含量過高，鎂碳磚的熱沖擊穩定性和耐火性會變差，同時會向鋼水中添加太多有害元素。

當鋼包裝承擔轉爐的鋼水時，會伴隨著大量的鋼渣。鋼渣中低熔點的2CaOSiO2溶解在MgO晶界中，與MgO層的微量雜質元素發生化學反應，對鎂耐火材料的溶解起著重要作用。從轉渣的角度來看，對鎂碳磚性能改善的研究主要集中在鎂砂?？寡趸瘎┖臀⒂^結構。

此外，鎂碳磚中添加抗氧化劑也會對其質量產生影響。為了提高鎂碳磚的抗氧化性能，經常添加少量添加劑。常見的添加劑包括si.al.mg.al-al-mg.al-mg-ca.si-mg-ca.sic.b4C.bn以及al-b-c和al-sic-c系統等添加劑。添加劑的作用主要有兩個方面：一是從熱力學的角度出發，在工作溫度下，添加劑或添加劑與碳反應產生其他物質。它們與氧的親和力大于碳與氧的親和力，優先于碳被氧化以保護碳。另一方面，從動力學的角度考慮添加劑和O2，CO或碳反應產生的化合物改變碳復合耐火材料的微觀結構，如增加致密性和堵塞氣孔，

阻礙氧氣和反應產物的擴散等[28]。目前，鎂碳磚主要采用Al粉末來防止碳的氧化。雖然Al具有較強的抗氧化能力，但在高溫下，Al與C和N2反應形成碳。氮化合物，其中Al碳化合物在高溫到低溫過程中容易水化，導致鎂碳磚內部間隙，導致結構松動，產生裂縫。鑒于這種情況，國內一些耐材料制造商已經使用了粉末。硅粉和碳粉作為真空燒結爐的原料，用作鎂碳磚的抗氧化劑，研究其對鎂碳磚抗氧化性能的影響，發現AI4SiC4不僅具有較強的抗氧化性能，而且可以避免傳統抗氧化劑的水化開裂。

(3)砌筑方式

鋼包渣線鎂碳磚一般采用干砌(直接堆砌磚，無火泥粘結)和濕砌(采用火泥結合耐火磚)。干砌的優點是榮盛耐材限度地減少了火泥的影響。在高溫下，由于鎂碳磚和火泥的材料不同，受溫度影響的熱膨脹率不同，很容易在接觸面上產生縫隙。這種方法的缺點是不能保證鎂碳磚之間榮盛耐材的接觸緊密。同時，當鎂碳磚受熱膨脹時，磚與磚之間沒有緩沖的空間，導致磚擠壓斷裂；或者由于鎂碳磚的膨脹，整個環渣線整體上升，巨大的擠壓壓力使包邊板變形，防護材料的損失被沖走和剝落，對渣線的質量有很大的威脅。