废旧耐火材料对冶金有什么样的作用！

废旧耐火材料被广泛的应用于现在的冶金工业中，其本身具有良好的性能在炼钢的设备中被广泛的进行采用。所以耐火材料的增碳对钢水及钢材质量的影响;耐火材料的脱硫作用有利于提高钢水及钢材质量;耐火材料的脱磷作用有利于提高钢水及钢材质量。

一、耐火材料脱落使钢水及钢材中产生非金属夹杂 在炼钢过程中,炉衬耐火砖受到侵蚀后,砖的脱碳层和反应层发生结构变化引起松弛。受熔融钢水、炉渣、炉气以及兑入铁水和加入散料、废钢时的机械冲刷,使得耐火材料脱落并卷入钢溶液中,形成非金属夹杂。钢材中的非金属夹杂物与钢材本身的性能有很大差别。从力学角度分析,非金属夹杂物的存在部位是钢材的应力集中点,对钢材的强度、刚度以及持久极限等力学性能都有很大影响。因此,非金属夹杂是影响钢材质量的严重缺陷之一。

二、耐火材料的构成元素与钢水中非金属元素之间相互反应 产生非金属夹杂物构成耐火材料的一些元素,直接溶解到钢水中,使得熔池中的氧、碳及其他非金属元素增加。在一定条件下,钢水中非金属元素之间相互反应生成非金属夹杂物。同理也会对钢水及钢材质量造成不利影响。

三、耐火材料的增碳对钢水及钢材质量的影响 目前国内外广泛应用于转炉、电炉、连铸、炉外精炼以及钢包中的耐火材料,是20世纪80年代发展起来的一类较为新型的碱性耐火材料———碳复合耐火材料。碳复合耐火材料中一般含有3%～30%的碳。在炼钢过程中,碳的氧化反应是冶炼过程的重要反应。把钢水中的含碳量氧化降低到所炼钢号的规格内,是炼钢的重要任务之一。

而耐火材料的脱碳会造成钢水中碳的含量增加改变钢的组成,尤其在冶炼纯净钢、超纯净钢时,耐火材料的脱碳会对钢水及钢材质量产生较大的影响。耐火材料的脱碳机理为:当冶炼进行的一定程度后,钢与耐火材料之间存在一定的液相隔离层。反应物在耐火材料表面形成一个固相产物层,耐火材料中的组成元素穿过该层扩散到钢水中。而钢水中的一些元素和氧化物,主要是钢渣中的(FeO)穿过耐火砖的反应层到达脱碳层反应界面,二者在相会处发生脱碳反应。

因而,影响钢水的成分。其化学反应式为: (FeO)+C(固)=[CO]+Fe炉渣 O2+2C(固)=2[CO]炉气 另外,转炉和电炉在冶炼过程中,要向炉内进行吹氧脱碳。氧气[O2]使熔池中的原子铁[Fe]大量氧化成[FeO],溶解于钢水中的碳[C]与[FeO]接触发生氧化反应。碳被氧化后生成CO气泡合并长大后上浮,通过渣层排出。碳被氧化会影响钢水中氧等其他组分的含量。因而也会对钢水及钢材质量产生一些的影响。然而,[CO]气泡的上浮与排出,对金属熔池有一种强烈的搅拌作用,对均匀钢水的成分与温度,改善钢水的化学反应动力条件也有一定的益处。

四、耐火材料的脱硫作用有利于提高钢水及钢材质量 硫在钢中多以硫化物的形式存在,对绝大多数钢而言,硫[S]是有害元素。它对钢材性能的主要影响:使钢材产生热脆、减低钢的力学性能及焊接性能等。因此,减小和控制钢中硫的含量,对于提高钢材质量具有很大益处。实验研究表明,在高温下,耐火材料的内部有一定的液相生成。介于钢水熔液与耐火材料之间的液相层,通常为硅酸盐熔体,它的组成、结构与熔渣十分相似。