金属复合低碳镁碳渣线砖氧化剥落分析

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1、金属复合低碳镁碳渣线砖氧化剥落分析马成良，钟香崇（郑州大学高温功能材料河南省重点实验室，河南郑州450052）摘要：金属Al/Si复合低碳MgO-C砖在冶炼品种钢的210吨钢包渣线试用，取得良好使用效果。采用XRD、SEM、EDS对用后残砖分段带进行了物相和显微结构分析，结果表明：用后残砖可分为原砖带、原砖渐变带和氧化带三个段带；原砖渐变带里Al和Si与C和N2反应，原位生成Al4C3，AlN和SiC，形成非氧化物结合，有利于提高高温强度和热震稳定性；氧化带里的AlN和SiC先后逐渐被氧化，并与Mg

2、O反应生成镁铝尖晶石和镁橄榄石，结构比较疏松，抗热震稳定性有所减弱。可以认为该砖的损毁原因主要是氧化后的结构剥落。今后改进的方向主要为改善材料氧化后的热震稳定性。收稿日期：2010-07-02；修订日期：2010-12-08作者简介：马成良（1967-），男，博士，副教授，从事无机材料研究开发与教学工作，发表论文40余篇，出版3部著作，电话：0371-67761908，E-mail:machengliang@zzu.edu.cn。关键词：金属复合；低碳MgO-C砖；钢包渣线；氧化；剥落中图分类号：T

3、Q175.71文献标志码：A文章编号：SpallinganalysisofmetalcontaininglowcarbonMgO-CbrickafteruseinsteelladleslaglineMACheng-liang,ZHONGXiang-chong(HighTemperatureCeramicsInstitute,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450052,China)Abstract:Al/SicontaininglowcarbonMgO-Cbrickwast

4、rialusedin210tsteelladleforrefiningqualitysteelwithsatisfactoryserviceresults.PhasecompositionsandmicrostructureofthebrickafterusewereanalysedbymeansofXRD,SEMandEDS.Theresultsshow：Thestructureofthebrickafterusecanbedividedintooriginalzone,in-situtransf

5、ormedzoneandoxidizedzone.Inthein-situtransformedzone,AlandSireactwithCandN2toformin-situAl4C3,AlNandSiC;thesystemofbondingisgraduallychangedfrommetalbondingtononoxidebondingwhichwouldleadtoincreaseinhotstrengthandthermalshockresistance.Intheoxidizedzon

6、e,AlNandSiCaregraduallyoxidized,andreactwithMgOtoformspinelandforsterite;thiswouldresultinweakeningofstructureandloweringofthermalshockresistance.Itmaybeinferredthatthewearbehaviorforthislowcarbonbrickmainlyduetostructuralspallingafteroxidation.Thusthe

7、directionofimprovementinfutureforthisbrickshouldbeincreaseofthermalshockresistanceafteroxidation.Keywords:metalcontaining;lowcarbonMgO-Cbrick;steelladleslagline;oxidation;spalling.钢铁工业发展洁净钢对炉外精炼钢包用耐火材料尤其是对渣线砖提出更高要求，不仅要求较长的使用寿命，还要求少污染、不污染钢水[1-5]。现用于钢包渣线

8、的镁碳砖碳含量较高（一般12wt%~18wt%），会造成钢水增碳等负面影响，因此迫切需要研发低碳渣线砖[6-7]。我们与首都钢铁集团公司（首钢）合作研发的金属Al/Si复合低碳镁碳砖[8]，碳含量降至5wt％以下，在210吨钢包渣线部位试用成功。本文对用后残砖进行剖析，研究其不同部位相组成和显微结构的变化，探讨使用损毁过程和原因，并提出今后改进方向的建议。1试用情况和用后残砖制样合作研制的金属Al/Si复合低碳镁碳砖采用颗粒料为镁砂和镁铝尖晶石，细粉为镁砂细粉、金属铝