“可控氧流还原”是一种绿色电化学冶金新技术,它不仅可从溶解有电活性氧化物的熔融电解质（如熔渣、熔盐）中提取金属,而且同时可以在阳极放出氧气。其关键部件是对氧离子具有选择透过性的氧化锆基固体电解质。电解还原能否顺利进行取决于氧化锆固体电解质在外加电压作用下的抗熔体侵蚀性。因此,本文利用传导氧离子的ZrO₂基固体电解质管、含有Fe O的SiO₂-CaO-Al₂O₃-MgO熔渣构建可控氧流电池,借助扫描电镜和能谱仪,研究了1450℃电解还原过程中外加电压和熔渣碱度对氧化锆固体电解质受熔渣侵蚀的影响,并分析了侵蚀机理。在此基础上,本文提出一种新的电化学方法增强镁碳砖的抗渣侵蚀能力。采用低碳镁碳砖制作镁碳棒电极,以CaO-SiO₂-Al₂O₃熔渣作为电解质,在1500℃外加电压下进行阴、阳极镁碳棒抗渣侵蚀电化学实验,考察外加电压、熔渣碱度及Al₂O₃含量对镁碳电极受侵蚀的影响,以期为增强炼钢过程中渣线镁碳砖的抗渣侵蚀能力提供一个新途径。在可控氧流电解还原过程中,熔渣对氧化锆固体电解质的侵蚀研究结果表明:（1）外加电压的作用加剧了熔渣对氧化锆固体电解质的侵蚀。外加电压较小时,外加电压对氧化锆膜侵蚀影响不明显,但外加电压过大会增加氧化锆基体孔隙度,并降低熔渣-氧化锆界面附近熔渣的界面张力,加剧熔渣对氧化锆基体的渗透,熔渣的渗透进一步诱导了稳定剂MgO的浸出,导致界面氧化锆基体的晶相转变,甚至出现氧化锆组织结构的崩塌。（2）熔渣碱度的增加也会加剧熔渣对氧化锆固体电解质的侵蚀。熔渣碱度的增加,会降低熔渣的粘度,增加熔渣中溶解的氧化锆量,促进了熔渣的渗透,加剧了熔渣对氧化锆的溶解和界面氧化锆晶粒的脱落,从而破坏了氧化锆膜。外加电压下镁碳电极抗渣侵蚀性的研究表明:（1）在熔渣与镁碳电极界面位置有高熔点新物相镁铝尖晶石的生成,外加电压的作用会使得阴极周边尖晶石相增多,同时在阴极周边有少量金属铁颗粒析出,这些都会增大阴极界面位置的熔渣粘度,减少熔渣对阴极镁碳电极的侵蚀。（2）熔渣的碱度变化会改变熔渣的粘度,影响界面生成的高熔点新物相的分布。熔渣碱度越低,镁铝尖晶石越靠近熔渣与电极的界面位置,熔渣对镁碳电极的侵蚀越小。（3）熔渣中Al₂O₃的含量直接影响熔渣与镁碳电极界面新物相镁铝尖晶石的生成。在熔渣中Al₂O₃含量较高（大于15%）时,熔渣与镁碳阴极界面会生成高熔点新物相镁铝尖晶石,导致界面熔渣粘度增加,熔渣对镁碳阴极的侵蚀减小。Al₂O₃含量越高,生成的镁铝尖晶石越多,熔渣对镁碳电极的侵蚀越小。