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试验用锆英石来取代镁碳砖中的部分碳抑制材料向钢水中的增碳,采用两种锆英石粒度0.044mm和0.01mm,直接加入方式。结果表明:锆英石含量<5%时,抗渣侵蚀、抗氧化性等性能随取代量的提高而增强。含量>5%,5%~7%时仍有较显著的提高。而加入量到7.5%时,材料高温作用时的使用性能严重下降,7.5%~10%材料都不具备良好的使用性能。根据使用条件不同,一般控制在5%~7%为合适加入量。
对于抗渣性和抗氧化性,作用后的试块形貌显示,未取代与2%锆英石取代碳的形貌有很大差别,7%又与10%锆英石取代碳时存在很大差别,未添加锆英石与添加10%时,侵蚀都很严重。进一步研究表明,添加7%与添加7.5之间虽然量的加入差别不大,但高温作用后的结构却大不相同。他们抗氧化试验后的SEM照片显示,二者显微结构有了较为显著的区别。7.5%锆英石取代碳时,产生大量的液相,并且液相之间有较大空隙,大量低粘度硅酸盐液相的产生导致了材料抗渣侵蚀、抗氧化性能的下降。锆英石加入对高温作用前的体积密度、气孔率影响不大,降低了材料的常温抗折强度,但降低程度不明显。
在材料高温作用后的化学组成角度,液相构成主要为MgO-CaO-SiO2系和MgO-CaO-ZrO2系,它对材料的高温使用性能有很大影响。当CaO/SiO2(质量比)>1.87时,由于生成高耐火的矿物而不致显著降低耐火性能;当CaO/ZrO2比较小时,容易生成CaO.ZrO2二元化合物,使材料具备良好的耐火性能。