程礼梅等：钢铁冶金过程中的界面现象 ·1145· 3.1熔渣对耐火材料的侵蚀 55 熔渣渗透到耐火材料中，然后将难熔颗粒分散 Mg0质量分数/% 0-0 在炉渣中，是耐火材料的损毁机理之一，氧化物的 53 0-5 ☆10 侵蚀不仅是由氧化物的溶解引起的，也是液相渗透 V-15 51 到氧化物中的结果.首先，本文作者通过使用Fact sage热力学软件分别计算了不同碱度的Ca0-SiO, AL,0,熔渣对Mg0耐火材料与Ca0-SiO2-Mg0熔渣 气d6 对A山，0，耐火材料的溶解度，其结果如图13~14所 示.从图中可以得出，对于Ca0-Si02-A山，03熔渣，随 着熔渣的碱度降低，Mg0耐火材料的溶解度增加， 0.6 0.8 1.0 碱度 而对于Ca0-SiO,-Mg0熔渣，随着熔渣的碱度降低， 图14、AL203在Ca0-Si02-Mg0熔渣中的饱和溶解度 A山，0，耐火材料的溶解度降低.通过熔渣表面张力 Fig.14 Saturation slubility of Al,03 refractory in Ca0-Si02-Mgo 计算公式，求出了饱和溶解耐火材料的熔渣与初始 slag 熔渣的表面张力.饱和溶解耐火材料前后的熔渣间 的表面张力的差值随熔渣碱度的变化如图15~16 50喜 AL,0,质量分数/% 所示，其变化趋势与耐火材料在渣中的溶解度的变 ▣-0 40 0-5 化趋势一致，两者间差值越大，耐火材料的溶解度 ★-10 越大 30叶 715 -20 40 AL,0,质量分数% 0-0 三10 200029999e9000000 30 ○-5 ☆-10 7-15 20 K99000000o 0-20 0.5 1.0 1.5 2.0 碱度 图15Ca0-Si02-A山203熔渣饱和溶解Mg0前后的表面张力的 差值 Fig.15 Variation in difference value between the surface tensions of Ca0-Si0,-Al,O,slag before and after saturation dissolution of Mgo 005 1.0 1.5 2.0 碱度 refractory 图13Mg0在Ca0-Si02-A山203熔渣中的饱和溶解度 30 Fig.13 Saturation slubility of Mgo refractory in Cao-Si02-Al2 O3 Mg0质量分数% 0-0 slag 0-5 ☆10 熔渣渗透到耐火材料中，这与炉渣和耐火材料 7-15 之间的润湿性密切相关，主要是在毛细管力的作用 通过耐火材料的开口气孔、晶界和裂纹进行渗透. 兰24 毛细管力是熔渣渗透的驱动力.熔渣与耐材基质之 间的润湿性是影响毛细管力的重要因素之一·较高 的接触角使得炉渣难以穿透耐火材料中的孔隙和裂 04 0.6 0.8 1.0 1.2 纹.在比较碳质和非碳质耐火材料的渗透情况，非 碱度 碳质耐火材料的渗透程度是碳质耐火材料的10倍 图16 Ca0-Si02-Mg0熔渣饱和溶解AL203前后的表面张力的 以上.但这并不是影响渗透深度的唯一因素.它也 差值 可能受到耐火材料中温度梯度的影响.当温度达到 Fig.16 Variation in difference value between the surface tension of Ca0-SiO,-Mgo slag before and after saturation dissolution of AlO 临界温度T时，其为渣的凝固温度，黏度增加，渗透 refractory 深度降低」. 许多学者从理论上分析了熔渣对耐火材料的渗 透深度的影响，式(12)为熔渣渗透的驱动力.Heo程礼梅等: 钢铁冶金过程中的界面现象 3郾 1 熔渣对耐火材料的侵蚀 熔渣渗透到耐火材料中,然后将难熔颗粒分散 在炉渣中,是耐火材料的损毁机理之一. 氧化物的 侵蚀不仅是由氧化物的溶解引起的,也是液相渗透 到氧化物中的结果. 首先,本文作者通过使用 Fact鄄 sage 热力学软件分别计算了不同碱度的 CaO鄄鄄 SiO2 鄄鄄 Al 2O3熔渣对 MgO 耐火材料与 CaO鄄鄄 SiO2 鄄鄄 MgO 熔渣 对 Al 2O3耐火材料的溶解度,其结果如图 13 ~ 14 所 示. 从图中可以得出,对于 CaO鄄鄄SiO2 鄄鄄Al 2O3熔渣,随 着熔渣的碱度降低,MgO 耐火材料的溶解度增加, 而对于 CaO鄄鄄SiO2 鄄鄄MgO 熔渣,随着熔渣的碱度降低, Al 2O3耐火材料的溶解度降低. 通过熔渣表面张力 计算公式,求出了饱和溶解耐火材料的熔渣与初始 熔渣的表面张力. 饱和溶解耐火材料前后的熔渣间 的表面张力的差值随熔渣碱度的变化如图 15 ~ 16 所示,其变化趋势与耐火材料在渣中的溶解度的变 化趋势一致,两者间差值越大,耐火材料的溶解度 越大. 图 13 MgO 在 CaO鄄鄄 SiO2 鄄鄄Al2O3熔渣中的饱和溶解度 Fig. 13 Saturation slubility of MgO refractory in CaO鄄鄄 SiO2 鄄鄄 Al2 O3 slag 熔渣渗透到耐火材料中,这与炉渣和耐火材料 之间的润湿性密切相关,主要是在毛细管力的作用 通过耐火材料的开口气孔、晶界和裂纹进行渗透. 毛细管力是熔渣渗透的驱动力. 熔渣与耐材基质之 间的润湿性是影响毛细管力的重要因素之一. 较高 的接触角使得炉渣难以穿透耐火材料中的孔隙和裂 纹. 在比较碳质和非碳质耐火材料的渗透情况,非 碳质耐火材料的渗透程度是碳质耐火材料的 10 倍 以上. 但这并不是影响渗透深度的唯一因素. 它也 可能受到耐火材料中温度梯度的影响. 当温度达到 临界温度 Tc时,其为渣的凝固温度,黏度增加,渗透 深度降低[41] . 许多学者从理论上分析了熔渣对耐火材料的渗 图 14 Al2O3在 CaO鄄鄄 SiO2 鄄鄄MgO 熔渣中的饱和溶解度 Fig. 14 Saturation slubility of Al2 O3 refractory in CaO鄄鄄 SiO2 鄄鄄 MgO slag 图 15 CaO鄄鄄 SiO2 鄄鄄Al2 O3 熔渣饱和溶解 MgO 前后的表面张力的 差值 Fig. 15 Variation in difference value between the surface tensions of CaO鄄鄄 SiO2 鄄鄄Al2 O3 slag before and after saturation dissolution of MgO refractory 图 16 CaO鄄鄄 SiO2 鄄鄄MgO 熔渣饱和溶解 Al2 O3 前后的表面张力的 差值 Fig. 16 Variation in difference value between the surface tension of CaO鄄鄄 SiO2 鄄鄄MgO slag before and after saturation dissolution of Al2 O3 refractory 透深度的影响,式(12) 为熔渣渗透的驱动力. Heo ·1145·