熔渣渗入耐火砖的三种途径

耐火砖受渣蚀的首要条件是耐火砖与熔渣或粉尘等其他外来物质接触。若这些物质仅与耐火砖的外表面接触，则渣蚀仅在外表面进行。此时渣蚀速率与熔渣和耐火砖外表面接触面积成正比，损毁往往是缓慢的、轻微的。实际上，耐火砖在服役过程中，熔渣和气体等经常侵入到耐火砖内部与其内表面接触而发生反应，从而引起严重的渣蚀。

通常情况下，熔渣主要通过三种途径渗入到耐火砖内部：耐火砖中的气孔和裂纹， 耐火砖中的基质，耐火砖晶体间的晶界。

(1)熔渣经毛细管和裂纹的渗入。熔渣与耐火砖外表面接触后，当其可浸润这种耐火砖时，熔渣在毛细管附加压力的推动下，即可由耐火砖的外表面向其内部渗透。

(2)熔渣沿耐火砖基质的渗入。耐火砖的基质，一般含有较多的杂质成分。耐火砖在高温使用过程中，这些杂质容易形成低熔点相。当材料内存在气孔或裂纹和温度梯度时，由基质所形成的熔体，可由热端向其冷端迁移。热端基质迁移后所残留的空隙，易成为熔渣渗入的通道。

若耐火砖密度较高，基质无显著迁移。但在高温下，基质容易形成熔体，此种熔体中的一些组分扩散系数较大。当熔渣与耐火砖表面接触后，若熔渣中的组分与基质的组分的质量浓度相差较大，则可产生互扩散，使熔渣或其中的部分组分，经基质所形成的熔融体扩散到耐火砖内部。所形成的液相的黏度愈低，同熔渣的组分的质量浓度差愈大，熔渣愈易于向耐火砖中扩散。碱性耐火砖中的液相黏度一般皆较低，故较易于扩散。如当钢渣与镁质耐火砖接触时，由于熔渣中的质量浓度远高于其在耐火砖内部的质量浓度，熔渣中的Fe²⁺就首先向耐火砖内的熔体中扩散。熔渣中的Ca²⁺的质量浓度也高于其在耐火砖内熔体中的质量浓度，Ca²⁺也可进入砖内的熔体中。因此，耐火砖距工作面一定厚度层的基质内所含Fe²⁺和Ca²⁺增加，引起基质的组分和性质变化，形成变质层。反之，若耐火砖中液相内的一些组分的质量浓度高于其在熔渣中的质量浓度，也可以扩散到熔渣内。如在炼钢后期渣内从的质贵浓度较低，镁质耐火砖内液相中的从会被熔渣夺取，从而使耐火砖直接损坏。

显而易见，当耐火砖中的基质为非连续相时，此种熔渣沿基质的迁入必将受到一定的限制。因此，提高耐火原料的纯度，减少耐火制品低熔点液相的生成贵，是提高耐火砖抗渣侵蚀能力的最有效的手段之一。

此外，熔渣的组分也可以通过固相扩散进入材料，但比在熔体中的扩散速度慢得多，因此影响很小。

（3）熔渣经晶界的迁入。众所周知，耐火砖一般由多晶体构成。当熔渣与耐火砖接触时，熔渣也可以经晶界渗入到耐火砖内部。

河南耐火材料厂 http://www.zzhoudd.com