轉(zhuǎn)爐用耐火材料在相同的條件下,耐火磚的品種不同,其損毀情況也有所差異。對于焦油白云石磚的融化層,在冶煉過程初期,熔渣呈酸性SiO2、Fe2O3、Al2O3和MnO等在職含量顯著增加,并與白云石發(fā)生反應(yīng),生成2CaO.Fe2O3、2CaO.SiO2、3CaO.SiO2、MgO.FeO等低熔點物質(zhì),降低了高溫性能,使耐火磚發(fā)生熔損。隨著熔渣中堿度的提高,粘性增大,化學(xué)反應(yīng)與滲透均緩慢,同時由于耐火磚中碳素的濕潤作用,脫碳層形成得比較快,則蝕損速度減慢,爐襯壽命延長。
對于焦油鎂磚,其融化層主要礦物是方鎂石,還有MgO.FeO、2CaO.Fe2O3、2CaO.SiO2、3CaO.SiO2和少量的2MgO.SiO2等。由于MgO比CaO穩(wěn)定,融化層形成較慢,熔渣侵入磚內(nèi)較深,并在脫碳層與融化層之間積聚和反應(yīng),致使磚組織收縮而產(chǎn)生龜裂。因此,鎂磚爐襯的損毀主要是熱剝落,熔損次之。
鎂白云石磚具有適宜的MgO和CaO成分,其損毀情況介于白云石磚和鎂磚之間。當(dāng)脫碳層較厚時,熔渣侵入后會使變質(zhì)層增大,容易引起結(jié)構(gòu)剝落,當(dāng)熔渣侵入耐火磚中時,鎂白云石磚顆粒周圍的CaO與其反應(yīng),使熔渣粘度提高,又能抑制熔渣的繼續(xù)侵入。這時,爐襯耐火磚的損毀則以熔蝕為主,而較少發(fā)生結(jié)構(gòu)剝落。
鎂碳磚爐襯的損毀主要是氧化-熔蝕造成的。除氣態(tài)和液態(tài)的氧化外,就是MgO與碳進行反應(yīng),最終形成致密層。同時,鎂碳磚爐襯表面有熔渣覆蓋著,又在還原氣氛下,氧化損毀是及其緩慢的,主要是熔蝕而造成爐襯耐火磚的損毀。
氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)初期,爐襯各部位通常采用相同的耐火磚品種,其厚度也基本相同。后來,根據(jù)各國的生產(chǎn)實際,發(fā)現(xiàn)由于各部位使用條件的差異,其爐襯耐火磚損毀程度也是不同的,在耳鈾區(qū)、渣線區(qū)、裝料側(cè)和出鋼側(cè)等部位的爐襯最容易損毀,底吹氧氣轉(zhuǎn)爐爐底襯體也是薄弱環(huán)節(jié)。因此,目前氧氣轉(zhuǎn)爐普遍采用綜合爐襯,即根據(jù)轉(zhuǎn)爐各部位爐襯的使用條件,選擇最適宜的轉(zhuǎn)爐耐火磚砌筑,以使各部位均衡蝕損,達到延長爐襯壽命,增加鋼產(chǎn)量,降低成本的目的。
氧氣轉(zhuǎn)爐采用綜合爐襯技術(shù),是根據(jù)爐襯各部位損毀機理的不同而制定的。從耐火磚材質(zhì)和尺寸兩個方面采取有效的措施進行選擇砌筑。有些國家,單純在最易損毀的部位增加爐襯厚度以提高爐齡,雖有一定的效果,但轉(zhuǎn)爐重量增加,爐容相對減少,這是很不經(jīng)濟的;有些國家,整個轉(zhuǎn)爐爐襯均采用優(yōu)質(zhì)堿性耐火磚,也是不合理的。