含氧化钛炉料渣滓对内部构架装备的蚀化作业

　　实验时炉体转速为2rmin-1；燃料为氧气和乙炔（比例为1B1）。升温速度为500eh-1，实验温度为1600e.当温度达到预定温度后，加入1.5kg高炉渣和1.0kg生铁，形成熔池后，将试样放进炉内，到预定时间取出。

　　实验结果对侵蚀后的两试样进行显微结构观察，在碳化硅材料的工作带中，均发现碳化钛的富集层。试样的侵蚀速度及各层带的平均化学成分。所有元素无论以何种形式存在，均折算为氧化物。显微结构分析X射线衍射及能谱分析结果表明材料主晶相为A-SiC，其次是B-Sialon.

　　对SS1试样显微结构观察表明：试样未变带均为斑状结构。基质为碳化硅小颗粒及Sialon，基质Sialon呈网状将碳化硅相连，但也有未被Sialon连接呈游离状的碳化硅。有些区域的碳化硅颗粒周围，存在烧成过程中基质收缩形成的环隙。Sialon晶体呈短粗柱状，互相搭结，其晶隙间有玻璃相；试样工作带为半晶质斑状结构，基质由碳化硅小颗粒、Sialon及玻璃相构成。Sialon晶体之间充填有玻璃相，Sialon-相集合体呈网絮状将碳化硅相连，而渣液玻璃充填在Sialon集合体与碳化硅之间，渣液玻璃占2025.在靠近工作面的区域，由于渣液的熔蚀，基质Sialon逐渐进入渣相，致使工作面上的碳化硅颗粒突出，暴露于熔渣中。迎渣面上的碳化硅颗粒周围还出现了环隙。这是碳化硅分解后残留碳的痕迹（碳在制样过程中已被磨掉）。在与渣接触的工作带表面，有大量的自形多边形状碳化钛（TiC）晶粒聚集，晶粒尺寸为12Lm，碳化钛带宽26Lm.在距工作面460Lm处，有10的钛辉石晶体（13Lm）。

　　SS1试样工作面反光样工作带为半晶质斑状结构。在工作带中渣相占1520.在靠近工作面的部位有约200Lm宽的柱状钛辉石小晶体带，晶体大小为（26）Lm@1Lm，占510.在与渣接触的部位，因碳化硅分解，迎渣侧形成30Lm宽的空隙，在工作带表面的渣中有碳化钛形成，并有金属环。碳化钛呈自形、多边形，粒径为0.51Lm。在作为抗渣炉衬的氮化硅结合碳化硅砖的工作面上，也发现了不同程度的TiC或Ti（C、N）富集层。

　　讨论从显微结构分析结果可以看出，熔渣侵蚀碳化硅材料的过程，主要表现在熔渣沿基质中的孔隙侵入，使基质与熔渣反应，基体被破坏，碳化硅颗粒脱落或与熔渣反应而分解。显微结构观察还表明，渣中的TiO2含量虽较低，但随着侵蚀过程的进行，渣中的TiO2可转变为钛的碳、氮化合物，而积聚在耐火材料的工作带。

　　从实验结果来看，高炉渣中的TiO2含量尽管较低，在碳化硅材料工作带或工作面却能形成碳化钛的富集层。从反应的自由能变化对比可推测SiC颗粒周围形成TiC的反应机制应为：渣中TiO2同SiC反应生成TiC，即SiC分解产生的C反应生成TiC，不同反应的自由能变化高炉具备碳化钛稳定存在的条件，有时为了延长炉内高温部位的炉衬寿命，在炉料内加入一定量含钛物料，通过钛的碳、氮化合物的沉淀析出来保护炉衬，以达到延长炉衬寿命的目的<911>。

　　不难推断，形成的碳化钛能稳定存在，随着侵蚀过程的进行，钛的碳、氮化物不断积累终形成富集层。新形成的碳化钛无论包覆碳化硅或者包覆碳化硅分解形成的碳颗粒，均可保护碳化硅免受炉渣的进一步氧化；另外，随着碳化钛的不断积累和富集，填充在工作带的气孔之中，也能阻止侵蚀介质的进一步侵入。可以说，渣中TiO2可以减轻炉渣对碳化硅材料的侵蚀，延长碳化硅材料的使用寿命。

　　结论（1）高炉渣向赛隆结合碳化硅材料内缓慢渗透以及材料结合基质的分解（溶解），是造成赛隆结合碳化硅材料基体强度丧失的主要原因。后碳化硅颗粒脱落，并在熔渣作用下分解，分解后周围留下残碳。（2）当高炉渣有TiO2时，TiO2含量虽低于钛护炉时的含量，但在工作带的碳化硅颗粒周围，能形成钛的碳、氮化物的富集层，不仅能填充于气孔，阻止熔渣的进一步侵入，而且能保护碳化硅颗粒免受熔渣的进一步侵蚀，从而延长材料的使用寿命。