热机械应力陶瓷微裂纹解剖分析鉴定-矿相显微镜
陶瓷杯的功能与蚀损机制
陶瓷杯的简化砌法是只在炉底炭砖上铺一层莫来石砖再铺一层
薪土砖，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a土砖(小杯)。出陶瓷杯有
如下优点:
(1)减少热损失，提高铁水a度18 -25℃:
(2)移开或消除碎裂带;
(3)减轻或消除“象脚侵蚀”现象。
较终效果是提高炉缸寿命。
他们根据设想和实践观察，指山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A1203-SiO:系和SiAION结合刚玉耐火材料而言，等温
线应为1350℃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.Pb. 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钦铁矿粉或钦白粉令炉缸内壁
形成高熔点堆积物，然而，它是猫附于衬砖表而: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、衬砖之间的膨胀或变形
决定的，远非理论计算所能表征;然而，确有一些依据耐火材料热
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，要求耐火材料要其有高温结
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5倍，抗折强度高2倍:蠕变率高10倍。还认为
刚玉与SiAION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-SiO:系材料反应，进而宽大裂纹的宽度而为铁
水渗透提供条件。这一点，在许多文献中是不讲的。
(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, 02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)炉渣浸蚀，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。
陶瓷杯在炉缸内的蚀损程度可借助于仪器测量温度分布来预测
并进行高炉解剖分析来鉴定，即使它蚀损殆尽也还可以维持冶炼作
业照常进行，当然需要特别维护。
