從閃速爐反應塔磚襯的電鏡分析結(jié)果來看，造成反應塔壁面磚襯蝕損的主要因素是熔渣與氣體的腐蝕,。當高溫熔锍沿渣中硅酸鹽通道進入磚襯后,，并未與主晶反應。熔渣侵入后,，則與方鎂石形成固溶,，或與尖晶石復合成為高鐵尖晶石，造成主晶結(jié)構(gòu)改變,。但蝕損現(xiàn)象最明顯的還是氣體的侵蝕反應,，腐蝕性氣體滲透進入磚襯后，與方鎂石及鉻礦顆粒均可發(fā)生反應生成MgSO4等水溶性物質(zhì),，從而改變基質(zhì)成分,，破壞磚體結(jié)構(gòu)。

1,、熔锍在耐火材料中的滲透

熔融狀態(tài)的銅锍具有良好的流動性,。由于在反應塔耐火爐襯的表面覆蓋著一層致密的以磁性氧化鐵為主要組成的掛渣層，因此濺落到壁面的熔锍并不直接滲透進入磚體,，而是首先沿著掛渣的硅酸鹽通道滲入渣內(nèi),，并與渣內(nèi)物質(zhì)相互作用，在渣的不同深度生成Cu或Cu2O等物質(zhì),。反應塔壁面的掛渣雖然有效地阻止了銅锍的直接侵入,，保是并不能徹底杜絕熔锍對磚襯所造成的蝕損。透過渣層,，仍有少量熔锍可以滲透通過,，然后沿著磚體的氣孔或裂縫等毛細管通道滲入磚內(nèi)。由于越靠近磚中心,，氧勢越高,，因此進入磚體后的銅锍很容易發(fā)生如下氧化反應：

電鏡分析結(jié)構(gòu)表明，反應后生成的Cu2O存在于磚襯主晶與基質(zhì)之間,，并未見滲透進入其它晶粒內(nèi)部,。但是有文獻表明，熔融氧化銅(CuO-Cu2O在1400℃時的低共溶物)的滲透將引起磚熱導率的增大,，隨之而產(chǎn)生爐襯的強烈透熱,、剝落和膨脹，其中Cu氧化成CuO,，體積膨脹75%;氧化成Cu2O,，體積則增加64%。因此，從微觀結(jié)構(gòu)看,，熔锍對反應塔爐襯的腐蝕主要為銅锍的滲透,、反應及其產(chǎn)生的化學結(jié)構(gòu)應力。

2,、熔渣對耐火材料的侵蝕

閃速爐熔煉渣屬FeO-SiO2或FeO-SiO2-Fe2O3系酸性渣,。如圖6所示，ABCD區(qū)內(nèi)部是在熔煉溫度下(1200℃)完全熔化的爐渣的成分范圍,，其中固體Fe飽和區(qū)(AB)和固體FeO飽和區(qū)(BC)在閃速熔煉過程中是不可能發(fā)生的,。CD線是固體磁性氧化鐵飽和線，它的界線標志著當爐氣的氧壓超過大約10-9(CD)或10-8大氣壓時,，固體磁性氧化鐵將是一個平衡相,。在閃速爐反應塔中，根據(jù)四場耦合仿真研究結(jié)果,，爐內(nèi)富氧鼓風濃度可高達60%以上,，反應后煙氣中也仍含有大約1%的O2,，局部可達2%~3%,，因此熔煉時在氣-渣界面上定會產(chǎn)生磁鐵礦自形晶為主晶的掛渣，從而對塔壁形成良好的保護,。

閃速爐中,，熔渣對耐火材料的侵蝕主要體現(xiàn)在渣系成分與鎂鉻磚的主要組成MgO、Cr2O3的反應,。

(1)與MgO的反應

爐襯中的MgO可以固溶大量的Fe2O3,，因此在使用過程中，鎂鉻耐火材料中方鎂石中的鐵含量會逐漸增加,，使得晶內(nèi)尖晶石周邊含鐵高于中心,，但是MgO-Fe2O3-SIO2系相圖表明此固溶體的溫度依然很高，因此MgO與Fe2O3的固溶反應對耐火材料的性能影響不大,。

此外,，MgO還可與渣系中2FeO·SiO2反應，但即使形成了鎂鐵礦或鎂橄欖石,，其熔化溫度較反應前的熔渣都有所提高,，因而不會造成磚襯的損毀。

但當磚襯中含有CaO時,，情況則會稍有變化,。磚襯中MgO與CaO可發(fā)生如下反應：

由Ca0-MgO-SiO2系相圖可知，無論是鎂釣橄欖石或鎂黃長石的生成,，都會造成熔渣中出現(xiàn)低熔點物質(zhì),。磚襯中CaO或CaSiO4含量過高，損毀也將加快,。因此,，必須控制反應塔壁面爐襯中CaO或CaSiO4的含量,。

2)與Cr2O3的反應

在顯微分析過程中沒有發(fā)現(xiàn)受熔渣侵蝕后的Cr2O3形成新的化合物。而MgO-Cr2O3-SiO2系相圖表明,，在MgO-SiO2體系中,，加入Cr2O3可進一步提高體系熔點，如MgO與Cr2O3的固溶體,，其固液平衡溫度高,，因而抵抗SiO2或鐵橄欖石侵蝕的能力將得到提高。因此,，磚襯中Cr2O3對抵御爐渣侵蝕起到了良好的作用,。

3、氣體侵蝕

反應塔耐火磚襯中的氣體侵蝕主要為SO2/SO3氣體沿磚縫或透過渣層沿氣孔,、裂縫滲透進入磚層,，并與方鎂石反應所造成的磚襯損毀。

我們認為,，磚襯中侵入的SO2氣體主要有兩個來源：一者來自于閃速熔煉過程硫化物氧化生成的SO2氣體滲透;另一方面則來自于磚襯中熔锍侵蝕反應的產(chǎn)物,。但是SO2必須先氧化成為SO3，因為只有SO3才能在低于1050℃的條件下與鎂鉻磚中的堿性氧化物反應,，生成硫酸鹽,。其基本反應如下：

MgO密度為3.58g/cm3，而MgSO4的密度為2.66g/cm3,，新的生成物密度與原物質(zhì)密度相差較大,，因此MgSO4的生成伴隨著體積的增加和氣孔的填充，但反應產(chǎn)生較大的體積膨脹力卻造成磚襯結(jié)構(gòu)疏松,，降低了磚體強度,，增加了磚襯對繼續(xù)滲入熔體侵蝕的敏感性。當爐襯溫度升高時,，MgSO4又開始分解,，約從1000℃開始形成細粒的MgO。但是MgO的重新生成并不能恢復原磚的整體性,，因此磚體的致密結(jié)構(gòu)遭到破壞,，并加劇了磚襯的損毀。

此外,，SO2氣氛能降低熔锍在鎂鉻耐火材料上的潤濕角,，使熔锍更容易侵入磚的內(nèi)部，從而加劇了磚襯的損毀,。

由此可見,，氣體對反應塔壁面的侵蝕不僅改變磚襯基質(zhì)成分，破壞磚襯結(jié)構(gòu)，而且為磚體的繼續(xù)蝕損提供條件,。

根據(jù)文獻報導,，當溫度高于760℃時，SO2的氧化速度迅速降低;同時轉(zhuǎn)爐燒結(jié)鎂鉻磚中發(fā)生的砌體侵蝕反應表明,，MgSO4生成反應的平衡溫度在920~930℃之間,，反應產(chǎn)物在850℃時最為穩(wěn)定。因此將爐襯工作面溫度控制在850~900℃變化范圍內(nèi),，不但可以減少SO3的產(chǎn)生,，降低砌體腐蝕反應速度，而且可以保持MgSO4的穩(wěn)定,，增加耐火材料的致密程度,，有助于低于侵蝕的深入。

4,、沖刷蝕損

在耐火材料使用的過程中,，當耐火材料被爐渣熔蝕的速度大，而爐渣向耐火材料內(nèi)遷移的速度小,，爐渣在耐火材料表肘可形成耐火材料熔于爐渣中的飽和溶液(接觸層),，此時耐火材料將停止進一步溶解。但是,，接觸層可能被沖刷掉或者流淌掉,，同時帶走尚未溶解于爐渣中的表面層下的耐火材料粗顆粒,。伴隨腐蝕產(chǎn)生的這個過程稱為沖蝕,，沖蝕后在原內(nèi)層上又將形成新的接觸層。

熔锍的滲透,，熔渣的侵入,，以及氣體的侵蝕等蝕損作用不僅改變了磚襯基質(zhì)的組成，增加了高溫下磚襯中液相出現(xiàn)的可能,，而且削弱了磚襯的致密性,，造成晶體顆粒間結(jié)合松弛，結(jié)構(gòu)疏松,，甚至局部出現(xiàn)細小的龜裂和裂縫,。當塔壁高溫熔渣流淌，或爐內(nèi)氣流沖擊壁面時,，都會造成掛渣或者局部磚襯的掉落,，從而使新的渣(磚)面暴露，為繼續(xù)蝕損提供條件,。因此,，在化學腐蝕的基礎(chǔ)上，反應塔壁面的高溫熔體、反應塔內(nèi)的紊動氣流是造成塔壁沖蝕的重要因素,。