隨著經濟的發展,我國的廢鋼資源逐漸增多,預計到2030年,我國的廢鋼資源量將從目前的2億t增加至3億t。在國家節能降耗的指導下,廢鋼資源的重復利用尤為重要。電爐煉鋼以廢鋼為主要原料,具有其獨特的發展優勢。目前電爐熔池磚和渣線磚普遍采用,鎂碳磚的性能是電爐壽命的關鍵因素,而防氧化劑加入種類對鎂碳磚的性能至關重要。本工作研究了防氧化劑碳化硼、鋁粉、硅粉及鋁粉和硅粉復合加入對鎂碳磚體積密度、顯氣孔率、常溫耐壓強度、高溫抗折強度、加熱永線變化、回轉抗渣的影響。
回轉抗渣試驗60 min后試樣的照片見圖4。由圖4可知:與未添加防氧化劑的試樣DZ1相比,添加碳化硼的試樣的抗沖刷性明顯下降;添加鋁粉、硅粉和鋁-硅復合粉的試樣抗沖刷性沒有明顯變化。碳化硼氧化后生成的低熔相B2O3和硼酸三鎂(3MgO·B2O3)致使試樣的抗沖刷性下降;而添加鋁粉、硅粉和鋁-硅復合粉后,高溫下試樣內部生成高熔點相MA、M2S及MA和M2S相,試樣內部的固-固結合未下降,試樣的高溫抗沖刷性無明顯變化。
鎂碳磚的發展歷經了30余年,在不斷完善中發現在使用過程中表現的損毀狀況、工作面結構等顯示鎂碳磚并沒有充分發揮其各自組分的性能,并沒有達到大的使用效果。故而,如何在原料、晶體間及顆粒間的界面結構、顆粒級配等方面進行精細化研究,使鎂碳磚在結構、成分和應力等維度很好的匹配,將是鎂碳磚大幅度提升性能的關鍵研究方向之一。
傳統鎂碳磚的碳含量較高,能夠形成連續的碳網絡,對結合劑的要求不高;而低碳鎂碳磚的碳含量較低,很難形成碳網,這也是低碳鎂碳磚和傳統鎂碳磚性能相對較差的原因。因此,用于低碳鎂碳磚的結合劑除了應該具有傳統結合劑特性外,還應具有其特殊的性質。