熔渣主要通過三種途徑滲入到耐火磚內(nèi)部
通常情況下,熔渣主要通過三種途徑滲入到耐火磚內(nèi)部:耐火磚中的氣孔和裂紋, 耐火磚中的基質(zhì),耐火磚晶體間的晶界。
(1)熔渣經(jīng)毛細(xì)管和裂紋的滲入。熔渣與耐火磚外表面接觸后,當(dāng)其可浸潤(rùn)這種耐火磚時(shí),熔渣在毛細(xì)管附加壓力的推動(dòng)下,即可由耐火磚的外表面向其內(nèi)部滲透。
(2)熔渣沿耐火磚基質(zhì)的滲入。耐火磚的基質(zhì),一般含有較多的雜質(zhì)成分。耐火磚在高溫使用過程中,這些雜質(zhì)容易形成低熔點(diǎn)相。當(dāng)材料內(nèi)存在氣孔或裂紋和溫度梯度時(shí),由基質(zhì)所形成的熔體,可由熱端向其冷端遷移。熱端基質(zhì)遷移后所殘留的空隙,易成為熔渣滲入的通道。
若耐火磚密度較高,基質(zhì)無顯著遷移。但在高溫下,基質(zhì)容易形成熔體,此種熔體中的一些組分?jǐn)U散系數(shù)較大。當(dāng)熔渣與耐火磚表面接觸后,若熔渣中的組分與基質(zhì)的組分的質(zhì)量濃度相差較大,則可產(chǎn)生互擴(kuò)散,使熔渣或其中的部分組分,經(jīng)基質(zhì)所形成的熔融體擴(kuò)散到耐火磚內(nèi)部。所形成的液相的黏度愈低,同熔渣的組分的質(zhì)量濃度差愈大,熔渣愈易于向耐火磚中擴(kuò)散。堿性耐火磚中的液相黏度一般皆較低,故較易于擴(kuò)散。如當(dāng)鋼渣與鎂質(zhì)耐火磚接觸時(shí),由于熔渣中的質(zhì)量濃度遠(yuǎn)高于其在耐火磚內(nèi)部的質(zhì)量濃度,熔渣中的Fe2+就首先向耐火磚內(nèi)的熔體中擴(kuò)散。熔渣中的Ca2+的質(zhì)量濃度也高于其在耐火磚內(nèi)熔體中的質(zhì)量濃度,Ca2+也可進(jìn)入磚內(nèi)的熔體中。因此,耐火磚距工作面一定厚度層的基質(zhì)內(nèi)所含F(xiàn)e2+和Ca2+增加,引起基質(zhì)的組分和性質(zhì)變化,形成變質(zhì)層。反之,若耐火磚中液相內(nèi)的一些組分的質(zhì)量濃度高于其在熔渣中的質(zhì)量濃度,也可以擴(kuò)散到熔渣內(nèi)。如在煉鋼后期渣內(nèi)從的質(zhì)貴濃度較低,鎂質(zhì)耐火磚內(nèi)液相中的從會(huì)被熔渣奪取,從而使耐火磚直接損壞。
顯而易見,當(dāng)耐火磚中的基質(zhì)為非連續(xù)相時(shí),此種熔渣沿基質(zhì)的遷入必將受到一定的限制。因此,提高耐火原料的純度,減少耐火制品低熔點(diǎn)液相的生成貴,是提高耐火磚抗渣侵蝕能力的最有效的手段之一。
此外,熔渣的組分也可以通過固相擴(kuò)散進(jìn)入材料,但比在熔體中的擴(kuò)散速度慢得多,因此影響很小。
(3)熔渣經(jīng)晶界的遷入。眾所周知,耐火磚一般由多晶體構(gòu)成。當(dāng)熔渣與耐火磚接觸時(shí),熔渣也可以經(jīng)晶界滲入到耐火磚內(nèi)部。