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鎂碳磚具有耐高溫、抗渣侵性能好、耐熱震性強(qiáng)、熱傳導(dǎo)率高及高溫蠕變小等優(yōu)點(diǎn),因而廣泛應(yīng)用于煉鋼生產(chǎn)中。在鋼包精煉過(guò)程中,渣線(xiàn)鎂碳磚的侵蝕通常是爐襯各部位損毀情況最為嚴(yán)重的區(qū)域,其長(zhǎng)期遭受熔渣的化學(xué)侵蝕及機(jī)械沖刷作用成為其主要的損毀機(jī)理,渣線(xiàn)鎂碳磚的損毀是影響生產(chǎn)效率及生產(chǎn)成本的重要因素。熔渣與耐火材料之間的潤(rùn)濕性是衡量耐火材料抗渣侵蝕和滲透的重要指標(biāo)之一。
北京科技大學(xué)的學(xué)者采用座滴法測(cè)定固液間接觸角,分別對(duì)鎂碳質(zhì)基片及基片中的兩種主要組元與LF精煉渣之間的潤(rùn)濕性進(jìn)行了研究,并從潤(rùn)濕性角度研究了鎂碳磚損毀機(jī)理。研究表明,在精煉溫度下,熔渣對(duì)石墨均呈不潤(rùn)濕狀態(tài),溫度越低越不容易潤(rùn)濕。而熔渣對(duì)MgO組元呈完全潤(rùn)濕狀態(tài)。熔渣與鎂碳質(zhì)基片間的接觸角在溫度為1460~1480℃時(shí)存在明顯轉(zhuǎn)折,在轉(zhuǎn)折點(diǎn)溫度以下,MgO和碳的反應(yīng)受到抑制,熔渣對(duì)基片保持不潤(rùn)濕狀態(tài)。在轉(zhuǎn)折點(diǎn)溫度以上,鎂碳質(zhì)基片中的MgO和碳發(fā)生反應(yīng)生成鎂蒸汽和CO氣體。該反應(yīng)導(dǎo)致基片內(nèi)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少,熔渣對(duì)基片的接觸角迅速下降,最終呈完全潤(rùn)濕。當(dāng)熔渣與基片間的接觸角小于90°時(shí),熔渣將對(duì)基片產(chǎn)生明顯滲透作用。MgO與碳反應(yīng)形成的孔隙成為熔渣滲透的主要通道。熔渣滲透到鎂碳質(zhì)基片內(nèi)部的未反應(yīng)層時(shí),由于兩者之間的不潤(rùn)濕性及較少的孔隙阻礙了熔渣的進(jìn)一步滲透。