Slag Corrosion Resistance of MgO-C Refractories for Ladle Slag Line

MgO-C-Feuerfestmaterialien werden aufgrund ihrer hervorragenden Verschlackungsbeständigkeit in Pfannen, Konvertern, Elektroöfen und anderen Stahlerzeugungsanlagen eingesetzt und erfüllen hier die Anforderungen der Stahlindustrie seit langem. Mit dem Trend zur Minderung der CO2 Emission in der Metallurgie hat der erhöhte Schrotteinsatz aufgrund seiner bemerkenswerten Wirkung auf Energieeinsparung und CO2-Emissionsreduzierung die Aufmerksamkeit der Stahlindustrie auf sich gezogen. Die Zugabe von Schrott verringert jedoch die Viskosität der Schlacke, verändert ihre chemische Zusammensetzungen und kann zu einer Zunahme der Korrosion feuerfester Baustoffe führen, was eine ernsthafte Herausforderung für die Beständigkeit der Feuerfestmaterialien darstellt. Darüber hinaus erhalten kohlenstoffarme MgO-C-Feuerfestmaterialien Aufmerksamkeit aufgrund ihrer Vorteile bei der Herstellung von kohlenstoffarmem Stahl, der Einsparung von Grafitressourcen und der Reduzierung von Energieverlusten. Ihr niedriger Grafitgehalt führt jedoch im Vergleich mit herkömmlichen hochkohlenstoffhaltigen Feuerfestmaterialien zu einer schlechteren Korrosionsbeständigkeit. Aus den obigen Gründen ist es dringend erforderlich, die Korrosionsbeständigkeit von MgO-C-Feuerfestmaterialien zu verbessern, um den Anforderungen der Stahlindustrie gerecht zu werden. Die Korrosionsbeständigkeit von acht handelsüblichen MgO-C-Feuerfestprodukten gegenüber Schlacken wurde unter Laborbedingungen getestet, um ihre Korrosionsmechanismen zu untersuchen und eine Referenz für nachfolgende Forschungsarbeiten zu bieten. Die Ergebnisse zeigten, dass die Korrosionsbeständigkeit von hochkohlenstoffhaltigen MgO-C-Feuerfestmaterialien deutlich höher war als die von kohlenstoffarmen MgO-C-Feuerfestmaterialien, und dass keine Entkohlungsschicht in korrodierten hochkohlenstoffhaltigen Feuerfestmaterialien gefunden werden konnte. Die Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit, die Reduzierung der scheinbaren Porosität, die Erhöhung des Anteils der indirekten Auflösung und die Erhöhung der Schlackeviskosität waren wirksame Methoden zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von MgO-C-Feuerfestmaterialien. Danach wurde die Korrosionsbeständigkeit von kohlenstoffarmen MgO-C- Feuerfestmaterialien untersucht, die mit einem CMA Zusatz und SiC verstärkt wurden. Die CaAl2O4- Phase im CMA Zusatz verwandelte sich in eine Al2O3-haltige Schmelzphase, die sich mit der Schlacke vermischte und den Al2O3-Gehalt der Schlacke erhöhte. An der Grenzfläche zwischen Schlacke und Feuerfestmaterialien bildete sich MgAl2O4-Spinell, der ein hochviskoses Fest-Flüssig-Gemisch mit flüssiger Schlacke erzeugte und die Bildung einer schützenden Schlackenschicht förderte. SiC erwies sich als potenziell geeigneter Zusatzstoff, der sowohl die Korrosionsbeständigkeit als auch die Oxidationsbeständigkeit verbesserte. Darüber hinaus wurde die Korrosionsbeständigkeit von hochkohlenstoffhaltigen MgO- C-Feuerfestmaterialien untersucht, die mit gesintertem MgAl2O4-Spinellmehl verstärkt wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Matrix der Schwachpunkt der MgO-C-Feuerfestmaterialien bei der Schlackenkorrosion war, während das Korn weniger von der Schlacke betroffen war. Zugabe von gesintertem Spinellmehl erhöhte die Korrosionsbeständigkeit der Matrix und verringerte die Korrosionsrate. Das MgAl2O4-Spinell Mehl bildete auch Mg(Al, Fe)2O4- Spinell, der Fe2+ und Mn2+ von der Schlacke absorbierte und die Penetration der Schlacke verringerte. Schließlich wurde basierend auf den obigen Arbeiten und Ergebnissen ein neues MgO-C- Feuerfestprodukt für die Schlackenlinie von Stahlpfannen entwickelt, das in industriellen Anwendungen erhebliche Vorteile zeigte. Die durchschnittliche Lebensdauer des neuen MgO-C- Feuerfestprodukts erreichte 102 Zyklen bei einer Reststärke von 120 mm, was den Anforderungen industrieller Anwendungen entspricht.