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據(jù)河南耐火材料廠專家介紹耐火材料脫落使鋼水及鋼材中產(chǎn)生非金屬夾雜

在煉鋼過程中，爐襯耐火材料受到侵蝕后，磚的脫碳層和反應層發(fā)生結構變化引起松弛。受熔融鋼水、爐渣、爐氣以及兌入鐵水和加入散料、廢鋼時的機械沖刷，使得耐火材料脫落并卷入鋼溶液中，形成非金屬夾雜。鋼材中的非金屬夾雜物與鋼材本身的性能有很大差別。從力學角度分析，非金屬夾雜物的存在部位是鋼材的應力集中點，對鋼材的強度、剛度以及持久極限等力學性能都有很大影響。因此，非金屬夾雜是影響鋼材質量的嚴重缺陷之一。

耐火材料的構成元素與鋼水中非金屬元素之間 臺車爐相互反應產(chǎn)生非金屬夾雜物

構成耐火材料的一些元素，直接溶解到鋼水中，使得熔池中的氧、碳及其他非金屬元素增加。在一定條件下，鋼水中非金屬元素之間相互反應生成非金屬夾雜物。同理也會對鋼水及鋼材質量造成不利影響。

耐火材料的增碳對鋼水及鋼材質量的影響

目前國內(nèi)外廣泛應用于轉爐、電爐、連鑄、爐外精煉以及鋼包中的耐火材料，是20世紀80年代發(fā)展起來的一類較為新型的堿性耐火材料——碳復合耐火材料。碳復合耐火材料中一般含有3%～30%的碳。在煉鋼過熱處理爐程中，碳的氧化反應是冶煉過程的重要反應。把鋼水中的含碳量氧化降低到所煉鋼號的規(guī)格內(nèi)，是煉鋼的重要任務之一。而耐火材料的脫碳會造成鋼水中碳的含量增加改變鋼的組成，尤其在冶煉純凈鋼、超純凈鋼時，耐火材料的脫碳會對鋼水及鋼材質量產(chǎn)生較大的影響。耐火材料的脫碳機理為：當冶煉進行的一定程度后，鋼與耐火材料之間存在一定的液相隔離層。反應物在耐火材料表面形成一個固相產(chǎn)物層，耐火材料中的組成元素穿過該層擴散到鋼水中。而鋼水中的一些元素和氧化物，主要是鋼渣中的(FeO)穿過耐火磚的反應層到達脫碳層反應界面，二者在相會處發(fā)生脫碳反應。因而，影響鋼水的成分。其化學反應式為：

( FeO)+C(固)=[CO]+Fe爐渣

O2+2C(固)=2[CO]爐氣

另外，轉爐和電爐在冶煉過程中，要向爐內(nèi)進行吹氧脫碳。氧氣[o2]使熔池中的原子鐵[Fe]大量氧化成[FeO]，溶解于鋼水中的碳[C]與[FeO]接觸發(fā)生氧化反應。碳被氧化后生成CO氣泡合并長大后上浮，通過渣層排出。碳被氧化會影響鋼水中氧等其他組分的含量。因而也會對鋼水及鋼材質量產(chǎn)生一些的影響。然而，[CO]氣泡的上浮與排出，對金屬熔池有一種強烈的攪拌作用，對均勻鋼水的成電阻爐分與溫度，改善鋼水的化學反應動力條件也有一定的益處。

耐火材料的脫硫作用有利于提高鋼水及鋼材質量

硫在鋼中多以硫化物的形式存在，對絕大多數(shù)鋼而言，硫[S]是有害元素。它對鋼材性能的主要影響：使鋼材產(chǎn)生熱脆、減低鋼的力學性能及焊接性能等。因此，減小和控制鋼中硫的含量，電鍋爐對于提高鋼材質量具有很大益處。實驗研究表明，在高溫下，耐火材料的內(nèi)部有一定的液相生成。介于鋼水熔液與耐火材料之間的液相層，通常為硅酸鹽熔體，它的組成、結構與熔渣十分相似。因此，也具有熔渣的氧化還原；脫硫、磷以及吸附鋼液中夾雜物的作用。

耐火材料對熔池中鋼水的脫硫原理為：進入耐火材料液相隔離層中的硫離子通過液相向耐液位計火材料內(nèi)擴散，與耐火材料中的[CaO]顆粒反應，在[CaO]顆粒表面生成CaS層。其化學反應式為：(CaO)+[S]=(CaS)+[O]這表明CaO具有較強的脫硫作用。因此，在含有MgO-CaO系列的耐火材料具有較強的脫硫作用。