炉渣对耐火材料的蚀损

由于熔渣侵蚀造成耐火材料在使用过程中损坏的现象在窑炉应用领域普遍存在，如水泥回转窑内衬、转炉炉衬、钢包内衬、高炉炉腰衬、锌冶金炉衬等材料的损坏，基本上都是熔渣侵蚀的结果。在服役过程中耐火材料超过一半以上的损毁是由于熔渣侵蚀造成的。

耐火材料在工作环境中不可避免的要接触各种冶炼熔渣、熔融玻璃等，而渣蚀损毁对耐火材料的使用寿命有很大影响，是耐火材料损坏的重要原因之一。在耐火材料使用过程中，连续损毁的特征是溶蚀和侵蚀现象，不连续损毁一般表现为开裂和剥落，同时不连续损毁可能会引起耐火材料的局部分离。渣侵后制品热端一般会发生致密化而变质，侵蚀后的热端由于内部热膨胀系数不匹配，将最终导致裂纹的形成和耐火材料的开裂。

渣蚀实验后耐火材料试样可以划分为多个层次。从热层到冷面，第一层为原渣层，原渣层中渣与耐火材料并未发生任何反应，渣保持原来的组成与性质。第二层称为变渣层，或为内渣层，在变渣层中脱落的颗粒溶入渣中并改变熔渣的化学成分与性质，随着侵蚀的进行，渣的成分不断变化，不同组成的熔渣对耐火材料的侵蚀结果造成不同的影响。第三层为反应侵蚀层，在反应侵蚀层中，耐火材料的主体构造被蚀损，但仍有部分粗颗粒结合在一起未被熔渣熔解，基本保留原有的形状与尺寸。随后为渗透层，渗透层的形成是渣沿耐火材料内部中的贯通气孔、基质、晶界、裂纹等向耐火材料中渗透的结果。

由于耐火材料工作面与非工作面之间存在温度差异，当熔渣从工作面向耐火材料内部渗透时，熔渣逐渐凝固并停止渗透，因此渗透层与原砖层之间的界面称为渣固面。渗透层中耐火材料基质的结构未受到大的破坏，但由于渣的侵入改变了其化学与矿物组分，因此也称为变质层。由于变质层的性能参数与原砖层存在不同，导致耐火材料在使用过程中一旦出现温度大幅度波动，变质层与原砖层之间就会发生不匹配现象而产生裂纹，裂纹逐渐扩大并最终掉入渣中，这种现象被称之为结构剥落。结构剥落是渣熔蚀耐火材料并导致耐火材料损毁的最常见因素之一。第五层称为原砖层，这一层中的耐火材料未与渣相接触，保持了耐火材料原来形貌和的性质。