帘线钢主要用于轮胎子午线增强用骨架，具有强度高、韧性好的特点，也是线材制品中要求极高，生产难度最大的产品之一。钢厂需要采用低碱度、低Al2O3合成渣进行精炼，冶炼条件十分苛刻。现场经验发现采用低碳MgO-C砖砌筑渣线时会面临熔损过快，剥落时有发生等严重问题。宝钢股份公司炼钢厂的技术人员采用高纯电熔镁砂和石墨为主要原料，适量添加电熔镁锆砂和复合金属抗氧化剂，成功制备了具有较高抗熔损和抗剥落性能的非低碳渣线镁碳砖，并通过回转抗渣法探讨了其侵蚀机理。
    试验原料为电熔镁砂（w（MgO）＝98.04％，粒度＜8 mm）、电熔镁锆砂（w（MgO）＝88.53％、w（ZrO2）＝6.00％），粒度＜8 mm）和鳞片石墨（w（C）＝98.04％，粒度＜0.088 mm），结合剂为热固性酚醛树脂，抗氧化剂为金属Al粉（w（Al）＞98.00％，粒度＜0.088 mm）和Si粉（w（Si）＞98.00％，粒度＜0.088 mm）。
    配料中电熔镁砂和电熔镁锆砂共占81%，石墨占16%，抗氧化剂占3%，其中<0.088mm 的细粉部分预先混合，外加3％~4%热固性酚醛树脂作结合剂。配好的原料在试验用小型混碾机内混料。混料步骤：电熔镁砂+电熔镁锆砂混合2 min后加入热固性树脂混合5min，加入石墨混合10 min加入预混合粉，混合30 min出料。
    将混碾好的泥料困料4 h后在500 t摩擦压砖机上成型，然后在隧道窑中180 ℃保温8 h进行固化处理。按GB/T 3002—2004检测试样的热态抗折强度（1 400 ℃ 0.5 h，埋碳）。按GB/T 8931—2007检测试样的抗渣侵蚀性能。抗渣试验采用动态的回转抗渣装置，采用4块230 mm×114 mm×65 mm 标准砖试样砌成一个环形坩埚，以混合煤气（煤气和氧气的混合气体）为热源进行加热，升温至1 600 ℃时，开始分次投入高炉渣（C/S＝1.0，w（SiO2）＝36.27％、w（CaO）＝36.34％、w（MgO）＝17.22％、w（Al2O3）＝8.38％），每次投入1 kg，加渣总量为10 kg，试验时间3 h。试验结束后，将被侵蚀试样沿垂直渣面的方向切开，然后以试样切面的侵蚀厚度来计算侵蚀量。
    采用扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）观察试样经1 600 ℃埋碳处理后的基质显微结构和经回转抗渣试验后的渣砖界面的物相反应。
    试验结果显示：（1）以高纯镁砂、电熔镁锆砂和石墨为主要原料，制备了碳含量为16%的冶炼帘线钢用渣线镁碳砖；（2）金属Al粉和Si粉与C在升温过程中原位反应生成Al4C3和SiC，使镁碳砖的中高温强度大大提高；（3）熔渣与镁砂反应生成低熔相CMS和C3MS2导致镁碳砖损毁。碳含量的提高和电熔镁锆砂的加入可有效改善镁碳砖的抗渣性能。石墨与熔渣的浸润性差，能够抵抗熔渣的渗透，从而提高试样的抗渣侵蚀性能。添加镁锆砂后，一方面，渗透到颗粒内部的CaO与氧化锆作用形成CaZrO3或c-ZrO2，它们趋向于聚集在方镁石颗粒周围，当二氧化锆含量增加时，方镁石晶界间主要CaZrO3和c-ZrO2，两者都为高熔点相，且对渣具有惰性，因而可以减少方镁石颗粒的熔损；另一方面，熔入渣中的二氧化锆可增加渣的黏度，减缓渣的渗透，从而使试样的抗侵蚀性提高。另外，金属Al粉和Si粉在高温下优先于碳氧化产生体积膨胀，填塞气孔，使试样内部结构致密，可进一步提高抗熔渣侵蚀性。
    将试制的碳含量为16%的镁碳砖用于宝钢150 t电炉钢包渣线冶炼帘线钢，出钢温度1 600～1 670 ℃，取得了良好的试用效果，使用寿命比原材质有了大幅提高，由原来冶炼帘线钢的5炉左右提高到8炉以上，下线残厚也优于原材质。
（摘编自《科技风》2011，№11）