熱機械應力陶瓷微裂紋解剖分析鑒定-礦相顯微鏡
陶瓷杯的功能與蝕損機制
陶瓷杯的簡化砌法是只在爐底炭磚上鋪一層莫來石磚再鋪一層
薪土磚，或鋪兩層全莫來石磚，爐缸內砌筑剛玉質大型預制塊(稱
全杯);或只在與爐缸交接處拐角砌一段a土磚(小杯)。出陶瓷杯有
如下優點:
(1)減少熱損失，提高鐵水a度18 -25℃:
(2)移開或消除碎裂帶;
(3)減輕或消除“象腳侵蝕”現象。
較終效果是提高爐缸壽命。
他們根據設想和實踐觀察，指山爐缸陶瓷杯的蝕損機制是:
(1)鐵水沖蝕和侵蝕，它取決于4個因素:鐵水流速;鐵的組成和
飽和碳含量;等溫線位置和操作因素。鐵水流速是由單位產量限定
的，鐵水碳飽和度小于100%時會溶解炭磚;當飽和時便析出石墨結
晶，這些對陶瓷杯都沒有影響。至于1150℃等溫線是根據炭磚爐底
確定的;而對A1203-SiO:系和SiAION結合剛玉耐火材料而言，等溫
線應為1350℃或高于1350℃。令其推向熱面，鐵水滲透和侵蝕程度
會因其凝固而降低。
(2)保護層的穩定性，它與產量、作業條件、等溫線位置和化
學侵蝕(爐料、Zn.Pb. CO)有關。如何促使保護層的穩定性是個十
分復雜的問題，有許多高爐采用噴吹欽鐵礦粉或欽白粉令爐缸內壁
形成高熔點堆積物，然而，它是貓附于襯磚表而:若是堆積在爐底
，促成“爐底上漲”反而影響冶煉操作。有的意見認為陶瓷杯襯不
太強調形成保護層。
(3)熱機械應力(設計情況)是由爐殼、襯磚之間的膨脹或變形
決定的，遠非理論計算所能表征;然而，確有一些依據耐火材料熱
學和力學性質來評價熱應力的作用的。膨脹和蠕變是矛盾的性質，
評價其綜合效果確實十分復雜。通常，要求耐火材料要其有高溫結
構強度;但蠕變可消除應力誘導裂紋。SIAION結合剛玉磚對比微孔
炭磚常溫耐壓強度高5倍，抗折強度高2倍:蠕變率高10倍。還認為
剛玉與SiAION膨脹率差會促使微裂紋生成，而有益于提高材料的韌
性。這些都是既有利又不利的條件，譬如，微裂紋也可貫通氣孔有
利于鋅蒸氣與A1203-SiO:系材料反應，進而寬大裂紋的寬度而為鐵
水滲透提供條件。這一點，在許多文獻中是不講的。
(4)氧化(作業條件)，高爐冷卻水可以滲入爐殼內，故爐缸區
域存在氧化介質H2O, CO2, 02等，影響炭磚的蝕損:而對陶瓷杯影
響不大.
(5)渣蝕(渣量和作業條件).
(6)熱震(主要是鐵口上部，與操作有關)，炭磚的抗熱震性好
，一般情況下熱震影響不大，爐缺區不存在明顯的溫度波動。
(7)爐渣浸蝕，在爐缺區基本上無需多慮，正常情況下不會滲
入爐渣;但存在一定鋅、鉀蒸氣的化學侵蝕作用。
陶瓷杯在爐缸內的蝕損程度可借助于儀器測量溫度分布來預測
并進行高爐解剖分析來鑒定，即使它蝕損殆盡也還可以維持冶煉作
業照常進行，當然需要特別維護。
