·192· 工程科学学报，第41卷，第2期 表1保护层试样X射线荧光分析法成分分析（质量分数） Table 1 XRF analysis of the protective layer samples % 试样 TiO, Fe203 Ca0 Si0, Al2O3 Mgo Na,O K,0 1号试样 31.72 14.04 15.94 14.39 10.19 6.03 2.08 0.5 0.84 2号试样 45.07 19.17 0.61 3.05 14.27 0.04 12.89 0.32 0.34 3号试样 54.21 17.66 0.38 8.49 2.28 0.11 15.15 0.34 0.64 高炉渣 10.01 31.99 27.21 14.36 10.39 组分有明显区别 不同部位形成的保护层物相均有差别，其主要的差 图2给出了三类保护层试样的X射线衍射检 别在于渣相的不同，炉缸侧壁保护层中的渣相主要 测结果，由图可以看出，三类保护层试样的主要物相 为Ca,MgSi,0,相，炉缸“象脚”部位保护层渣相组分 均含有TiC。:N。,说明Ti在保护层中以TiCa3Na, 主要为AL,0,相，而炉底部位形成的保护层渣相含 的形态存在，C和N元素的原子比为3：7.高炉炉缸 量较少，这一结果与X射线荧光分析结果相一致. 1200 1200 (a) 1-TiCo3Noz (b) 1-TiCo3Noz 1000 2-Ca,MgSi,O. 1000 2AL,0 800 800 600 600 400 400 200 200 20 0 60 80 60 20) (c) 1-TCnN。 2000 2-Ti02 1500 1000 500 80 20M9 图2高炉炉缸炉底三类保护层试样X射线衍射检测结果.(a)1号试样：(b)2号试样；（©）3号试样 Fig.2 XRD results of three types of protective layers in the blast fumace hearth:(a)sample 1;(b)sample 2;(c)sample 3 为更加准确地验证保护层组元T(C,N)的具 表2高炉炉缸炉底保护层试样的电子探针分析结果 体成分，采用电子探针(EPMA,JXA-8230:JE0L,To- Table 2 EPMA analysis of the protective layer samples in blast fumace hearth bottom kyo,Japan)对保护层样品的元素成分进行检测，结 元素 质量分数/%原子数分数/% 摩尔比(T:C:N) 果如表2所示.由表可知，保护层中Ti、C和N的摩 65.858 49.648 尔比约为1：0.3：0.7，因此，可以准确的判断保护层 Q 5.198 14.869 1.000:0.300:0.715 组元Ti(C,N)的具体成分即为TiC3Na7,这与X N 16.872 35.483 射线衍射结果一致. 总计 87.928 100.000 高炉炉缸不同部位保护层试样的微观形貌如图 3所示.灰色区域为T(C,N)相，黑色区域为渣相， 护层呈现明显的分层现象，靠近冷面区域存在大量 白色区域为Fe相.高炉炉缸侧壁保护层中，Ti(C, 的Ti(C,N)物相，且Ti(C,N)颗粒直径较大，约为 N)相分布十分均匀，“象脚”部位形成的碳氨化钛保 80um,渣相含量相对较少，Fe相主要与Ti(C,N)工程科学学报,第 41 卷,第 2 期 表 1 保护层试样 X 射线荧光分析法成分分析(质量分数) Table 1 XRF analysis of the protective layer samples % 试样 TiO2 Fe2O3 CaO SiO2 Al2O3 MgO C Na2O K2O 1 号试样 31郾 72 14郾 04 15郾 94 14郾 39 10郾 19 6郾 03 2郾 08 0郾 5 0郾 84 2 号试样 45郾 07 19郾 17 0郾 61 3郾 05 14郾 27 0郾 04 12郾 89 0郾 32 0郾 34 3 号试样 54郾 21 17郾 66 0郾 38 8郾 49 2郾 28 0郾 11 15郾 15 0郾 34 0郾 64 高炉渣 10郾 01 31郾 99 27郾 21 14郾 36 10郾 39 组分有明显区别. 图 2 给出了三类保护层试样的 X 射线衍射检 测结果,由图可以看出,三类保护层试样的主要物相 均含有 TiC0郾 3N0郾 7 ,说明 Ti 在保护层中以 TiC0郾 3 N0郾 7 的形态存在,C 和 N 元素的原子比为 3颐 7. 高炉炉缸 不同部位形成的保护层物相均有差别,其主要的差 别在于渣相的不同,炉缸侧壁保护层中的渣相主要 为 Ca2MgSi 2O7相,炉缸“象脚冶部位保护层渣相组分 主要为 Al 2O3 相,而炉底部位形成的保护层渣相含 量较少,这一结果与 X 射线荧光分析结果相一致. 图 2 高炉炉缸炉底三类保护层试样 X 射线衍射检测结果. (a) 1 号试样; (b) 2 号试样; (c) 3 号试样 Fig. 2 XRD results of three types of protective layers in the blast furnace hearth: (a) sample 1; (b) sample 2; (c) sample 3 为更加准确地验证保护层组元 Ti(C, N)的具 体成分,采用电子探针(EPMA,JXA鄄鄄8230;JEOL,To鄄 kyo,Japan)对保护层样品的元素成分进行检测,结 果如表 2 所示. 由表可知,保护层中 Ti、C 和 N 的摩 尔比约为 1颐 0郾 3颐 0郾 7,因此,可以准确的判断保护层 组元 Ti(C, N)的具体成分即为 TiC0郾 3 N0郾 7 ,这与 X 射线衍射结果一致. 高炉炉缸不同部位保护层试样的微观形貌如图 3 所示. 灰色区域为 Ti(C, N)相,黑色区域为渣相, 白色区域为 Fe 相. 高炉炉缸侧壁保护层中,Ti(C, N)相分布十分均匀,“象脚冶部位形成的碳氮化钛保 表 2 高炉炉缸炉底保护层试样的电子探针分析结果 Table 2 EPMA analysis of the protective layer samples in blast furnace hearth bottom 元素 质量分数/ % 原子数分数/ % 摩尔比(Ti颐 C颐 N) Ti 65郾 858 49郾 648 C 5郾 198 14郾 869 1郾 000颐 0郾 300颐 0郾 715 N 16郾 872 35郾 483 总计 87郾 928 100郾 000 护层呈现明显的分层现象,靠近冷面区域存在大量 的 Ti(C, N)物相,且 Ti(C, N)颗粒直径较大,约为 80 滋m,渣相含量相对较少,Fe 相主要与 Ti(C, N) ·192·