高氧钢中液态夹杂物对水口耐火材料的侵蚀

为了了解在高氧钢中，液态MnO-SiO2-FeO-MnS夹杂物对塞棒耐火材料的侵蚀机理，在1550℃时，完成了液态MnO-SiO2-FeO-MnS渣和几种耐火材料两者之间的化学反应，耐火材料包括Al2O3-C、尖晶石-C、Al2O3-A1N-C和ZrO2-C。结果发现，液态夹杂物可通过耐火材料中的碳发生还原生成Mn-Fe-Si金属相，还原度是影响液态夹杂物化学组成和数量。根据此试验和热力学研究以及现场试验，发现ZrO2-C（13％）耐火材料对含液态MnO-SiO2-FeO-MnS夹杂物的高氧钢具有极好的耐侵蚀性。

固/液态夹杂物穿过钢渣界面的分离机理

对液态和固态夹杂物穿过钢-渣界面的分离过程进行了物理模拟实验,研究了钢包内固态夹杂物比液态夹杂物易被去除的原因.结果表明,固态夹杂物不被钢液润湿,在界面张力的作用下,固态夹杂物与界面之间的钢液在极短的时间内被排尽,导致固体夹杂物瞬间进入渣层.液态夹杂物易被钢液润湿,界面张力使液态夹杂物与界面之间的钢液不能排尽,形成液膜.液膜内的钢液在压力作用下排尽,导致液膜破裂,液态夹杂物瞬间进入渣层.实际液态夹杂物停留在钢-渣界面处的时间明显长于固态夹杂物穿过钢-渣界面所需时间.

钢-渣界面液态夹杂物分离过程数值模拟

为了揭示精炼钢包内固态夹杂物去除的机理,建立了描述液态夹杂物在钢-渣界面分离的数学模型,提出了计算其在钢-渣界面停留时间的表达式,讨论了影响液态夹杂物在界面处停留时间的因素。结果表明,液态夹杂物尺寸和钢-渣界面张力是影响其在钢-渣界面停留时间的主要因素,而且其在钢-渣界面处的停留时间要远大于固态夹杂物在界面处的分离时间,这是钢包内固态夹杂物更易被去除的主要原因;吹氩钢包内直径小于2μm的液态夹杂物难以穿过钢-渣界面而停留在钢液中。

渣中夹杂物对中间包塞棒耐火材料的侵蚀

钢中液态夹杂对中间包塞棒头耐火材料侵蚀有非常重要影响。本文研究了OneSteel Whyalla方坯渣中夹杂物对中间包塞棒耐火材料的侵蚀和冲刷。 试验采用三种不同耐火材料塞棒，它们分别是Al2O3C，ZrO02-C和Mgo-C，试验在氩气保护下进行，在1570-1610℃温度下工作1-4h，用不采样测定重量分析法检测渣中夹杂物（SiO2-Al2O3-CaO-MnO-FeO）对塞棒的侵蚀情况，通过不采样测定重量分析法得到的数据并结合试验后对试样的解剖情况，研究了炉渣-耐火材料相互作用的动力学过程和对耐火材料侵蚀的机理。 试验发现：三种耐火材料性能差别较大，主要表现在抗液态夹杂物化学侵蚀和内部碳一氧化物反应程度。夹杂物中FeO对耐火材料中碳的氧化起有害作用，反应剧烈，侵蚀严重。渣中MnO也同碳反应，但是程度较轻，当炉渣与耐火材料晶粒发生作用时，侵蚀变得严重。由于内部碳一氧化反应，重量损失成为问题的焦点。 试验结果：Mgo-C质塞棒性能耐夹杂物侵蚀最差，夹杂物对碳和方镁石晶粒的侵蚀较为严重，由于内部碳的反应其重量损失相当大。ZrO2-C质塞棒耐夹杂物化学侵蚀能力较强，但是，当夹杂物中MnO达到33％时，由于内部碳的反应重量损失较大。Al2O3-C质塞棒在抗夹杂物侵蚀能力和内部碳反应方面性能表现最好，现场试验和观察结果相吻合。

铝镇静钢中夹杂物形态对其去除的影响

为了研究夹杂物形态对其去除的影响,采用工业试验研究分析了钢中夹杂物的种类与全氧质量分数的关系,并通过水模型试验研究了夹杂物在钢-渣界面的去除行为,讨论了固态夹杂物和液态夹杂物的去除行为差异。试验结果表明,在RH精炼前对钢液进行钙处理会严重限制RH去除夹杂物的能力,因而这种方法并不适合于对全氧要求严格的钢种;夹杂物的形态对其在钢-渣界面的分离有重要的影响,相比固态夹杂物,液态夹杂物在钢-渣界面的分离需要更长的时间,在其未彻底分离之前很有可能会被钢液流动再次带回钢中,因而更难去除。为了获得更低的全氧质量分数,在铝镇静钢的精炼过程最好能使夹杂物保持固态并且与钢液不浸润。