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，內側與高溫熔融金屬接觸，外側靠近水冷盤管。耐火材料的內外側溫差很大，在許多冶煉作業(yè)中處于相對較薄的截面和強腐蝕環(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、爐渣的化學成分和產出的鋼(鐵)。熔渣的化學侵蝕、耐火結構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而成(常用的耐火材料主要有鎂、應時、鋁和復合材料)。

　　其特點是直接組合。因此，它具有高耐腐蝕性、高機械強度和良好的抗熱震性。

　　3.襯里嚴格按照打結工藝打結

　　2.氧化鎂襯里材料的損傷機理

　　以鎂質耐火材料為例，闡述了鎂質耐火材料的破壞機理：

　　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腐蝕。

　　在熔煉過程中，溶液將通過耐火基質中的毛細通道滲入耐火基質，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氣體。這些滲透成分沉積在耐火材料的孔隙中，導致耐火材料工作面的物理和化學性質與原始耐火材料基體之間的不連續(xù)性。運行溫度突然變化，會出現(xiàn)裂紋、剝落、結構松動等現(xiàn)象。嚴格來說，這個破壞過程比溶解破壞過程嚴重得多。

　　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雜化合物都會與爐襯發(fā)生化學反應，形成不同熔點的新化合物。反應中產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，對爐襯造成嚴重的化學侵蝕，從而降低爐襯的使用壽命。

　　反應生成的莫來石(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，造成嚴重的粘渣，影響電爐的功率、熔化速度和產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。大型感應爐經常采用鋼渣混合出鋼的方法，這就要求渣的流動性好，以適應出鋼條件。所以渣線侵蝕嚴重，是爐襯壽命下降的另一個原因。由于上述原因，大型感應爐爐襯的使用壽命比中小型感應爐要短。為了提高襯里的使用壽命，襯里的厚度應適當增加。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。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.解決方案設計

　　上述侵蝕在溫度周期性波動下導致所謂的結構剝落。在生產過程中，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性質會發(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，當溫度變化時，兩層交界處出現(xiàn)很大的應力，導致平行于工作面的裂紋，最終導致爐襯剝落。熔渣滲透到耐火材料基體中會溶解耐火顆粒，削弱顆粒之間的結合，導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。

　　爐渣的堿度應與爐襯材料相適應。高鈣渣和二氧化硅渣會侵蝕鎂內襯材料。爐渣中CaF的含量應得到控制。過量的CaF會侵蝕堿性爐襯，導致渣線區(qū)域過早侵蝕。當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構，降低了耐火性，降低了Cao-al2o  3-SiO  2爐渣的粘度，使爐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，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、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，鎂質爐襯侵蝕嚴重，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，應注意選擇氧化鎂含量高的材料。爐渣結構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。應根據(jù)爐襯材料選擇合適的爐渣。堿性渣適用于鎂質爐襯，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。酸性爐渣適用于應時爐襯，而鎂鋁爐襯只能用于弱堿性或中性爐渣。氧化鋁內襯在高溫下不同pH值下表現(xiàn)出典型的兩性特征，能適應不同pH值的爐渣，但略差于酸性內襯和堿性內襯。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鎂砂。酸性爐渣適用于應時爐襯，而鎂鋁爐襯只能用于弱堿性或中性爐渣。氧化鋁內襯在高溫下不同pH值下表現(xiàn)出典型的兩性特征，能適應不同pH值的爐渣，但略差于酸性內襯和堿性內襯。

　　總之，考慮到鎂質爐襯的主要破壞機理，經過不斷的總結和探索，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。

　　爐襯的性能取決于許多因素，如材料的粒度分布、材料的理化性能和爐襯的燒結溫度。

　　4.結論

　　1)襯里材料應具有高熱強度、低透氣性和低孔隙率的特點。

　　2)爐襯的初期損壞是爐襯耐火材料燒結層在爐渣中溶解造成的前端侵蝕，以及溫度循環(huán)變化造成的裂紋。另一個導致整體內襯裂紋擴展的因素是加熱到過高溫度造成的“三區(qū)”膨脹系數(shù)不同而產生的應力。

　　3)爐襯的使用壽命取決于正確的操作，包括對爐襯本體的檢查，以及應用“爐料”及時修復裂紋，以防止鋼水和爐渣滲入爐襯基體。

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