耐火材料与钢水间的反应机理(1)

    耐火材料与钢水间的反应机理

 

    耐火材料与熔融金属间的反应一般包括以下两个方面：

　　

    (1) 耐火材料构成组分发生分解直接溶解进入钢水中，增加钢中的氧和其他非铁元素的含量;

　　

    (2) 耐火材料构成组分与钢中夹杂物及[P]、[S]等有害元素反应，对钢中非金属夹杂物以及钢中有害元素的去除产生影响。

 

     耐火材料向钢水中的传氧

　　

    耐火材料内部一般都含有较多的气孔，这些气孔大体能够分成三种：即，开口气孔、闭口气孔和贯通气孔。

　　

    在耐火材料的使用过程中，其中的开口气孔和贯通气孔一般与熔融金属、熔渣或是炉气接触。在平衡条件下，开口气孔和贯通气孔内的气体分压与熔融金属、熔渣或炉气中的气体分压应该是相等的。因此，如果耐火材料与熔融金属接触时，可以认为开口气孔和贯通气孔中的气体分压与熔融金属中的气体分压是相等的。

　　

    而闭口气孔中的气体分压，除了受使用温度的影响之外，还受气孔内存在的氧化物种类和组分的影响。假设闭口气孔内不含有任何其他物质，则在一定的温度下气孔内的氧化物组分MexOy将按下式发生分解反应。

　　

 

    根据相关的热力学数据，可以计算出主要氧化物系耐火材料组分在耐火材料闭口气孔内分解的平衡氧分压与温度的关系，如图1所示。

 

　　

    由图中可以看出这些耐火材料的氧化物组分分解产生的氧势随着温度的升高是增大的。在炼钢温度(1873K)下，大多数氧化物组分分解产生的氧分压均小于10^-10。