在中頻爐的使用過程中，爐襯用耐火材料的厚度僅為70-110毫米，內(nèi)側(cè)與高溫熔融金屬接觸，外側(cè)靠近水冷盤管。耐火材料的內(nèi)外側(cè)溫差很大，在許多冶煉作業(yè)中處于相對較薄的截面和強(qiáng)腐蝕環(huán)境的使用條件下。影響爐襯損壞的主要工藝條件包括熔化溫度、脫氣時間、一次脫氣量、爐渣的化學(xué)成分和產(chǎn)出的鋼(鐵)。熔渣的化學(xué)侵蝕、耐火結(jié)構(gòu)的剝落和熱侵蝕是破壞爐襯的主要影響因素。

　　1.鑄鐵熔煉用爐襯的侵蝕

　　2.冶煉鑄鋼的爐襯侵蝕

　　1.中頻電爐爐襯

　　中頻爐的爐襯通常由各種尺寸的耐火材料打結(jié)而成(常用的耐火材料主要有鎂、應(yīng)時、鋁和復(fù)合材料)。

　　其特點是直接組合。因此，它具有高耐腐蝕性、高機(jī)械強(qiáng)度和良好的抗熱震性。

　　3.襯里嚴(yán)格按照打結(jié)工藝打結(jié)

　　2.氧化鎂襯里材料的損傷機(jī)理

　　以鎂質(zhì)耐火材料為例，闡述了鎂質(zhì)耐火材料的破壞機(jī)理：

　　鎂材料損傷的主要表現(xiàn)是鋼水流動引起的熱腐蝕和熔渣成分滲入材料引起的化學(xué)腐蝕。

　　在熔煉過程中，溶液將通過耐火基質(zhì)中的毛細(xì)通道滲入耐火基質(zhì)，并侵蝕爐襯。滲入耐火材料基體的成分包括：爐渣中的氧化鈣、二氧化硅和氧化亞鐵；鋼水中的鐵、硅、鋁、錳和碳甚至包括金屬蒸汽和一氧化碳?xì)怏w。這些滲透成分沉積在耐火材料的孔隙中，導(dǎo)致耐火材料工作面的物理和化學(xué)性質(zhì)與原始耐火材料基體之間的不連續(xù)性。運(yùn)行溫度突然變化，會出現(xiàn)裂紋、剝落、結(jié)構(gòu)松動等現(xiàn)象。嚴(yán)格來說，這個破壞過程比溶解破壞過程嚴(yán)重得多。

　　入爐的金屬材料會帶入各種氧化物，不同材料、不同爐次的爐渣成分也不同。爐渣中的大部分氧化物、碳化物、硫化物和各種形式的復(fù)雜化合物都會與爐襯發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成不同熔點的新化合物。反應(yīng)中產(chǎn)生的一些低熔點氧化物如鐵橄欖石(FeOSiO2)和錳橄欖石(MnOSiO2)的熔點一般在1200左右。低熔點爐渣流動性好，可能形成助熔劑，對爐襯造成嚴(yán)重的化學(xué)侵蝕，從而降低爐襯的使用壽命。

　　反應(yīng)生成的莫來石(3Al2O3 2SiO2)、鎂橄欖石(2MgO  SiO2)和一些高熔點金屬元素的熔點可達(dá)1800以上。懸浮在熔融金屬中的高熔點爐渣和低熔點爐渣之間存在復(fù)雜的相互滲透和相互溶解。這些熔渣容易附著在爐壁上形成堆積，造成嚴(yán)重的粘渣，影響電爐的功率、熔化速度和產(chǎn)能隨著爐容量的增加，鋼水表面熱損失比例降低，爐渣溫度比小容量爐高，爐渣流動性比小容量爐好，爐襯侵蝕加劇。大型感應(yīng)爐經(jīng)常采用鋼渣混合出鋼的方法，這就要求渣的流動性好，以適應(yīng)出鋼條件。所以渣線侵蝕嚴(yán)重，是爐襯壽命下降的另一個原因。由于上述原因，大型感應(yīng)爐爐襯的使用壽命比中小型感應(yīng)爐要短。為了提高襯里的使用壽命，襯里的厚度應(yīng)適當(dāng)增加。然而，隨著襯砌壁厚的增加，電阻值增加，無功功率損耗增加，電氣效率降低。因此，襯砌墻的厚度被限制在一定范圍內(nèi)。因此，必須選擇合理的壁厚，既保證高的電氣效率，又保證爐襯的使用壽命。

　　5.覆蓋有爐渣的爐襯

　　3.解決方案設(shè)計

　　上述侵蝕在溫度周期性波動下導(dǎo)致所謂的結(jié)構(gòu)剝落。在生產(chǎn)過程中，爐渣滲透到耐火材料基體的孔隙中，從而形成大的加厚耐火層。熔渣飽和的耐火材料的物理化學(xué)性質(zhì)會發(fā)生變化。由于滲透層和殘余松散層之間的熱膨脹系數(shù)不同，當(dāng)溫度變化時，兩層交界處出現(xiàn)很大的應(yīng)力，導(dǎo)致平行于工作面的裂紋，Z終導(dǎo)致爐襯剝落。熔渣滲透到耐火材料基體中會溶解耐火顆粒，削弱顆粒之間的結(jié)合，導(dǎo)致材料的耐火性和耐高溫性降低。因此，在流動鋼水的侵蝕下，透渣層的耐火材料損壞更快。

　　爐渣的堿度應(yīng)與爐襯材料相適應(yīng)。高鈣渣和二氧化硅渣會侵蝕鎂內(nèi)襯材料。爐渣中CaF的含量應(yīng)得到控制。過量的CaF會侵蝕堿性爐襯，導(dǎo)致渣線區(qū)域過早侵蝕。當(dāng)爐渣中氟離子和錳離子含量高或熔池溫度在1700以上時，溶液粘度急劇下降，爐襯損壞速度加快，爐襯壽命大大降低。在真空下進(jìn)行無渣熔煉時，爐襯的使用壽命比非真空熔煉時要長。

　　高氧化鐵含量滲入爐襯破壞了原有爐襯的顯微結(jié)構(gòu)，降低了耐火性，降低了Cao-al2o  3-SiO  2爐渣的粘度，使?fàn)t渣滲透到材料的更深處。而原爐襯中一定量的氧化鐵有利于爐襯的快速燒結(jié)，降低材料的開孔率和透氣性。特別是成型材料中含有一定量的氧化鐵，因此材料的快速燒結(jié)、沖砂和夾砂的消除非常突出。

　　增加氧化鎂的含量和爐渣的粘度，不僅可以減少爐渣對爐襯的侵蝕，而且可以提高爐渣的收集效果。爐渣堿度低時，鎂質(zhì)爐襯侵蝕嚴(yán)重，爐襯壽命降低；反之，爐渣堿度高時，爐襯侵蝕輕微，爐襯壽命相對提高。提高爐渣堿度和爐渣中氧化鎂含量，降低爐渣中氧化鐵含量，有利于減少爐渣對耐火材料的侵蝕。因此，在使用造渣劑時，應(yīng)注意選擇氧化鎂含量高的材料。爐渣結(jié)構(gòu)的合理配置可以加快成渣速度，縮短冶煉時間，降低爐渣中氧化鐵含量。應(yīng)根據(jù)爐襯材料選擇合適的爐渣。堿性渣適用于鎂質(zhì)爐襯，但會被高鈣渣和二氧化硅渣侵蝕。過量的CaF2也會侵蝕堿性爐襯，造成渣線區(qū)域過早侵蝕。酸性爐渣適用于應(yīng)時爐襯，而鎂鋁爐襯只能用于弱堿性或中性爐渣。氧化鋁內(nèi)襯在高溫下不同pH值下表現(xiàn)出典型的兩性特征，能適應(yīng)不同pH值的爐渣，但略差于酸性內(nèi)襯和堿性內(nèi)襯。為此，有的選擇高純鎂砂，加入一定量的尖晶石來改變純氧化鎂爐襯材料的基體性能，但實驗表明，高純剛玉材料的抗侵蝕性明顯不如低純度燒結(jié)鎂砂。酸性爐渣適用于應(yīng)時爐襯，而鎂鋁爐襯只能用于弱堿性或中性爐渣。氧化鋁內(nèi)襯在高溫下不同pH值下表現(xiàn)出典型的兩性特征，能適應(yīng)不同pH值的爐渣，但略差于酸性內(nèi)襯和堿性內(nèi)襯。

　　總之，考慮到鎂質(zhì)爐襯的主要破壞機(jī)理，經(jīng)過不斷的總結(jié)和探索，通過限制開孔和透氣量，可以提高材料的抗渣滲透性，通過提高高溫抗折強(qiáng)度和重軟化溫度，可以提高爐襯基體的高溫抗侵蝕性和抗剝落性。