陶瓷杯用耐火砖的优点及损毁机制

陶瓷杯用耐火砖的简化砌法是只在炉底炭砖上铺一层莫来石砖再铺一层粘土砖，或铺两层全莫来石砖，炉缸内砌筑刚玉质大型预制块(称全杯)；或只在与炉缸交接处拐角砌一段粘土砖(小杯)。陶瓷杯有如下优点：

1、减少热损失，提高铁水温度18～25℃；

2、移开或消除碎裂带；

3、减轻或消除“象脚侵蚀”现象。

最终效果是提高炉缸寿命。

他们根据设想和实践观察，指出炉缸陶瓷杯的蚀损机制是：

1、铁水冲蚀和侵蚀，它取决于4个因素：铁水流速；铁的组成和饱和碳含量；等温线位置和操作因素。铁水流速是由单位产量限定的，铁水碳饱和度小于100％时会溶解炭砖；当饱和时便析出石墨结晶，这些对陶瓷杯都没有影响。至于1150℃等温线是根据炭砖炉底确定的；而对A12O3--SiO2系和SiAlON结合刚玉耐火砖而言，等温线应为℃或高于1350℃。令其推向热面，铁水渗透和侵蚀程度会因其凝固而降低。

2、保护层的稳定性，它与产量、作业条件、等温线位置和化学侵蚀(炉料、Zn、CO)有关。如何促使保护层的稳定性是个十分复杂的问题，有许多高炉采用喷吹钛铁矿粉或钛白粉令炉缸内壁形成高熔点堆积物，然而，它是粘附于内衬耐火砖表面；若是堆积在炉底，促成“炉底上涨”反而影响冶炼操作。有的意见认为陶瓷杯衬不太强调形成保护层。

3、热机械应力(设计情况)是由炉壳、衬砖之问的膨胀或变形决定的，远非理论计算所能表征；然而，确有一些依据耐火砖热学和力学性质来评价热应力的作用的。膨胀和蠕变是矛盾的性质，评价其综合效果确实十分复杂。通常，要求耐火砖要具有高温结构强度；但蠕变可消除应力诱导裂纹。SiAION结合刚玉砖对比微孔炭砖常温耐压强度高倍，抗折强度高2倍；蠕变率高10倍。还认为刚玉与SiAlON膨胀率差会促使微裂纹生成，而有益于提高材料的韧性。这些都是既有利又不利的条件，譬如，微裂纹也可贯通气孔有利于锌蒸气与A1203--Si02系材料反应，进而宽大裂纹的宽度而为铁水渗透提供条件。　　

4、氧化(作业条件)，高炉冷却水可以渗入炉壳内，故炉缸区域存在氧化介质H2O、CO2、O2等，影响炭砖的蚀损；而对陶瓷杯影响不大。

5、渣蚀(渣量和作业条件)。

6、热震(主要是铁口上部，与操作有关)，炭砖的抗热震性好，一般情况下热震影响不大，炉缺区不存在明显的温度波动。

7、炉渣侵蚀，在炉缺区基本上无需多虑，正常情况下不会渗入炉渣；但存在一定锌、钾蒸气的化学侵蚀作用。

看来，影响陶瓷杯使用效果的因素实在是多方面的，而且作业条件(人为因素)起着重要作用。选择耐火砖的基本条件是高温下不与铁水和侵蚀介质作用和具有很好的体积稳定性(抗蠕变性)。

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