熔渣對耐火材料耐火磚的侵入變質(zhì)溶解
具有較大尺寸開口氣孔的耐火材料，液相熔渣對耐火材料的侵蝕不僅在接觸界面上進(jìn)行，還能夠經(jīng)氣孔侵入滲透至材料的內(nèi)部進(jìn)行。其侵入速度要比通過液相侵入或固相擴散都要大的多。由此，反應(yīng)溶解的深度和面積擴大，使液相熔渣侵入?yún)^(qū)域內(nèi)的材料組成與結(jié)構(gòu)發(fā)生變質(zhì)，形成溶解度高的變質(zhì)層，加速了材料的熔蝕。此外，變質(zhì)層與材料本體的化學(xué)礦物組成、結(jié)構(gòu)等不同，高溫及力學(xué)性能也不同，若有溫度急變發(fā)生，變質(zhì)層極易從材料上剝離下來，材料的新表面再與液相熔渣接觸，又可能重復(fù)液相熔渣的侵入與變質(zhì)層的剝離，加劇了材料的蝕損。此種情況是鋼包包襯的使用壽命低的主要原因。
耐火材料中的開口氣孔，可視為毛細(xì)管。根據(jù)鎂磚與C-A-S系液相熔渣作用確定的侵入速度關(guān)系式為：（熔渣侵入量公式）
Vt=A(ε2r/2)1/2[(σCosθ)/η]1/2(t)1/2
式中：Vt—熔渣侵入量；A—接觸面積；ε—開口氣孔率；r—氣孔半徑；
σ—液相熔渣表面張力；θ—液相熔渣與耐火材料的接觸角；
η—液相熔渣的粘度；t—時間。
各因素對熔渣侵蝕的影響可分析如下：
（1）氣孔率和氣孔尺寸對熔渣侵蝕的影響
耐火材料耐火磚開口氣孔率愈高，液相熔渣的侵入速度愈快，液相熔渣的侵入速度大致與氣孔率成正比。當(dāng)耐火材料的氣孔率一定時，氣孔的形狀、直徑、長度、分布等情況不相同，則液相熔渣的侵入速度可能變化很大。
氣孔直徑尺寸大，液相熔渣順利通過較大氣孔侵入，基質(zhì)部分容易被熔蝕掉，而使大顆粒裸露突出，顆粒與液相熔渣的接觸面積加大，顆粒的溶解與反應(yīng)程度加大，顆粒還容易被液相熔渣從制品上熔涮下來。另外有人提出，熔渣不侵入氣孔尺寸小于5μm的氣孔。
（2）液相熔渣與耐火材料的潤濕程度對熔渣侵蝕的影響
液相熔渣對耐火材料的潤濕作用程度，是液相熔渣對耐火材料溶解、反應(yīng)、侵入等過程進(jìn)行的前提和必要條件。若液相熔渣不潤濕耐火材料，則耐火材料就不易于液相熔渣所溶解或與其反應(yīng)。
特別是當(dāng)開口氣孔為直徑小的毛細(xì)管時，液相熔渣與耐火材料的潤濕程度就尤為重要，表面張力導(dǎo)致的彎曲液面上的附加壓力的作用方向，是自液面指向彎曲液面的曲率中心的，是背離凹液面指向的。若液相熔渣不潤濕或潤濕不良時，其潤濕接觸角θ＞90o，液相熔渣進(jìn)入氣孔中的彎曲液面附加壓力的方向是指向液相熔渣的。液面附加壓力的作用可以阻止液相熔渣向氣孔中的推入。熔渣對耐火材料表面的潤濕性取決于潤濕角θ，只有當(dāng)潤濕角θ＜90°時，熔渣向磚內(nèi)氣孔侵入（滲透）才有可能。
不同物質(zhì)之間的潤濕情況如右圖和P32表1-6所示，據(jù)此可對確定的液相熔渣選用相應(yīng)的適宜材料。
例如，碳磚不為熔渣所潤濕，因此實際上也不被熔渣所侵蝕；再如，氧化鋯是難于熔渣潤濕的材料，這是連鑄水口磚選用氧化鋯的理由之一。此外，煉鋼轉(zhuǎn)爐用堿性磚以焦油為結(jié)合劑、以及某些制品需浸漬焦油或瀝青后使用，其作用均起著潤濕不良的效果。
（3）液相熔渣的粘度對熔渣侵蝕的影響
液相熔渣的粘度小，物質(zhì)通過液相的擴散及溶解度加大，液相熔渣易于流動，加劇了溶解、反應(yīng)溶解、熔渣侵入等。但是，某些耐火材料溶入熔渣后，液相熔渣的粘度增大，濃度很大的液相熔渣會在耐火材料的表面處形成“覆蓋保護(hù)層”，使耐火材料免遭液相熔渣的溶解、反應(yīng)、侵入。如硅磚、葉蠟石耐火材料較好地應(yīng)用于冶金爐襯和鋼包內(nèi)襯上即是緣由于此。
（4）高溫環(huán)境氣氛對熔渣侵蝕的影響
這里講到的環(huán)境氣氛指的是氣體的氧含量的多少。某些氧化還原變價元素極其化合物，在氧化或還原氣氛中元素的變化對耐火材料抗侵蝕性的影響不可忽視。如Al2O3-SiO2質(zhì)耐火制品中的Fe2O3，還原氣氛時以FeO形式存在，其與耐火材料的主成分在較低溫度1205℃產(chǎn)生液相，氧化氣氛時以Fe2O3形式存在時，產(chǎn)生液相的溫度則為1380℃以上。這樣，Al2O3-SiO2質(zhì)耐火制品在還原氣氛下的抗侵蝕性就差。
微信洽談
