第24期
电磁场对形成MgO-C质耐火材料MgO致密层的影响
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期号 : 2011 年, 第24期
内容简介

    MgO-C质耐火材料在电磁场环境下使用时,如电磁搅拌、电弧炉和感应炉等,电磁场会改变熔渣与耐火材料的润湿性;促进电化学反应中电子的转移和交换,影响侵蚀过程中高温相与低熔相的生成和分布;且电磁力搅拌会加速耐火材料的溶解,从而改变MgO致密层形成过程中反应的热力学与动力学因素,因此,电磁场环境必然影响MgO致密层的形成。目前,有关电磁场对MgO致密层形成影响的研究较少。武汉科技大学的研究人员通过有无电磁场环境下MgO-C质耐火材料的渣蚀试验,研究MgO–C质耐火材料显微结构的变化,以揭示电磁场对MgO–C质耐火材料MgO致密层形成的影响机理。
    试验采用碳含量为6%(质量分数)的MgO–C质耐火材料和CaO与SiO2质量比为0.87的钢渣。
    将MgO-C质耐火材料于200 ℃保温24 h热处理,分别在有无电磁场下进行渣蚀试验。电磁场下,将MgO-C质耐火材料切割成20 mm×30 mm×100 mm的长方体样,烘干后,将试样镶嵌在21WGJL0.025–100–2.5P型真空感应炉内衬中,并放入2 kg钢渣和6 kg钢,在0.1 MPa氩气气氛中于1 600 ℃保温3 h进行渣侵蚀试验;无电磁场下,将MgO-C质耐火材料切割成70 mm×70 mm×70 mm的正方体,在中间钻出φ36 mm×55 mm的圆孔,烘干后,将100 g的钢和50 g的钢渣放入其中,在0.1 MPa氩气气氛中用硅钼棒加热,于1 600 ℃保温3 h进行渣侵蚀试验。
    渣蚀试验后,将MgO–C质试样渣线部位取下,进行显微结构分析。用X射线粉末衍射仪研究渣线部位的物相;采用扫描电子显微镜观察渣线部位的显微结构,并用能谱仪分析微区的成分。
    结果显示:1)电磁场作用下,MgO-C质耐火材料渣蚀过程中界面处未形成MgO致密层;无电磁场作用下,界面处MgO结晶和长大,连结镁砂颗粒,形成了明显的MgO致密层。MgO致密层能有效抑制熔渣对MgO-C质耐火材料的侵蚀。2)电磁场提高了MgO的溶解速率,降低了Mg(g)气泡形成和排出的阻力,抑制了MgO致密层的形成。
(摘编自《硅酸盐学报》2011,№11)

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