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鋼(gang)(gang)(gang)罐(guan)(guan)殼(ke)(ke)襯(chen)以耐火(huo)內(nei)襯(chen)，是為了(le)保(bao)(bao)護罐(guan)(guan)殼(ke)(ke)金(jin)屬結構免受(shou)鋼(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)和(he)熔渣(zha)的(de)(de)(de)(de)高溫作用(yong)，并能保(bao)(bao)證(zheng)鋼(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)在罐(guan)(guan)內(nei)停留所需要的(de)(de)(de)(de)時(shi)間(jian)鋼(gang)(gang)(gang)罐(guan)(guan)耐火(huo)內(nei)襯(chen)在受(shou)到(dao)(dao)高溫作用(yong)的(de)(de)(de)(de)同時(shi)，自然還要受(shou)到(dao)(dao)鋼(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)和(he)熔渣(zha)的(de)(de)(de)(de)蝕損作用(yong)。為保(bao)(bao)證(zheng)一定高溫鋼(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)在罐(guan)(guan)內(nei)停留所需時(shi)間(jian)，即(ji)保(bao)(bao)證(zheng)罐(guan)(guan)內(nei)鋼(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)和(he)熔渣(zha)具(ju)有(you)適宜(yi)的(de)(de)(de)(de)冷(leng)卻(que)速度，在順(shun)利按澆(jiao)鋼(gang)(gang)(gang)制度完成(cheng)澆(jiao)鋼(gang)(gang)(gang)過程(cheng)的(de)(de)(de)(de)同時(shi)，不至于凝結成(cheng)很大的(de)(de)(de)(de)殘(can)鋼(gang)(gang)(gang)罐(guan)(guan)底。
正由于鋼(gang)罐耐(nai)火內(nei)(nei)襯(chen)在使(shi)用(yong)(yong)中受(shou)到鋼(gang)水和(he)(he)熔(rong)渣的(de)高(gao)溫、蝕(shi)損和(he)(he)沖蝕(shi)等有害作用(yong)(yong)，其使(shi)用(yong)(yong)壽(shou)命并不(bu)是理想的(de)。罐襯(chen)的(de)修理和(he)(he)更換所需要的(de)時間，有時甚至超過其工作時間，導致耐(nai)火材料單耗(hao)(hao)的(de)增(zeng)高(gao)和(he)(he)生產管理的(de)復雜化罐襯(chen)耐(nai)火材料單耗(hao)(hao)的(de)增(zeng)高(gao)，不(bu)僅增(zeng)加(jia)了鋼(gang)成本，而(er)且影響了鋼(gang)質量。因為(wei)隨著耐(nai)火內(nei)(nei)襯(chen)蝕(shi)損量的(de)增(zeng)多，鋼(gang)中非金屬夾雜也相應增(zeng)多。加(jia)之精煉鋼(gang)罐的(de)出現，各國的(de)研(yan)究(jiu)人員都重視鋼(gang)罐耐(nai)火內(nei)(nei)襯(chen)使(shi)用(yong)(yong)條件和(he)(he)選用(yong)(yong)合適耐(nai)火內(nei)(nei)襯(chen)的(de)研(yan)究(jiu)。
鋼(gang)(gang)(gang)罐內鋼(gang)(gang)(gang)水的(de)高溫(wen)是(shi)加劇所有(you)損毀的(de)根(gen)源性因素(su)(su)。根(gen)據煉(lian)鋼(gang)(gang)(gang)鋼(gang)(gang)(gang)種、生產方法、爐外處理和(he)澆鋼(gang)(gang)(gang)工藝等(deng)因素(su)(su)，鋼(gang)(gang)(gang)罐內鋼(gang)(gang)(gang)水溫(wen)度由1530-1550℃波(bo)動(dong)到1680-1700℃，在(zai)某些特殊情況下可能更高，日本某冶(ye)金(jin)廠80t堿性耐火內襯鋼罐中鋼水(shui)的(de)平均溫度為1655℃，最高達1740℃。前蘇聯某鋼(gang)廠(chang)兩個130t砌以方鎂石鉻(ge)質不(bu)燒磚的真(zhen)空鋼(gang)(gang)罐，在澆鑄(zhu)低碳不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)時(shi)罐內鋼(gang)(gang)水(shui)在真(zhen)空下經過(guo)三次深脫碳出鋼(gang)(gang)，溫度高達1720-1790℃。澆(jiao)鑄(zhu)無碳(tan)鉻鐵的20m3鋼(gang)罐，罐內溫度高達2200搗打法真空處理鋼(gang)罐內鋼(gang)水溫度比普通鋼(gang)罐內鋼(gang)水溫度高50-100℃真空吹氧脫碳并(bing)吹時(shi)，罐內鋼(gang)水溫(wen)度高達1650-1850℃。
鋼罐內(nei)鋼水的高溫往往又與(yu)鋼水在罐內(nei)停留時間相聯(lian)系鋼水在罐內(nei)停留時間越(yue)長，越(yue)需要(yao)高溫，則長時間高溫對罐襯的破壞(huai)作(zuo)用越(yue)大。高溫鋼水在罐內(nei)的停留時間， 一(yi)般在30-150min(見表1) 。從(cong)表1可看出(chu)：(1) 同樣條(tiao)件下(xia)(氧氣轉(zhuan)爐)模鑄鋼罐(guan)內鋼水(shui)溫(wen)度相對較低和鋼水(shui)在罐(guan)內停(ting)留時間(jian)較短；而(er)連鑄鋼罐(guan)內鋼水(shui)停(ting)留時間(jian)幾乎延長一(yi)倍，因而(er)出鋼溫(wen)度也高。(2) 氧氣轉爐煉鋼、連鑄(zhu)和真(zhen)空(kong)(kong)處理(li)時， 真(zhen)空(kong)(kong)鋼罐內鋼水停留時間(jian)從80~90min延(yan)長(chang)到100-150min， 出鋼(gang)溫度當然要提高50℃以上。(3) 采用(yong)真空吹氧(yang)脫碳并吹氬時， 鋼(gang)水在罐內(nei)停留時間(jian)長達110-180min(其中僅真空處理需(xu)60min) ， 鋼(gang)水(shui)溫度(du)自(zi)然(ran)需要很高。此(ci)外， 大容暈鋼(gang)罐的盛接(jie)出鋼(gang)和澆鋼(gang)時間(jian)都很長， 盡管鋼(gang)水(shui)罐澆鋼(gang)出口增大，鋼(gang)水(shui)在罐內(nei)停(ting)留時間(jian)比中小容量鋼(gang)水(shui)罐更長。
鋼(gang)罐(guan)內(nei)長時間停(ting)留高溫鋼(gang)水，會導致罐(guan)襯(chen)(chen)襯(chen)(chen)磚(zhuan)的(de)體積(ji)顯著變化。鋼(gang)罐(guan)襯(chen)(chen)磚(zhuan)在高溫下發生(sheng)的(de)重(zhong)燒(shao)(shao)收(shou)縮或重(zhong)燒(shao)(shao)膨脹(zhang)，罐(guan)襯(chen)(chen)砌縫厚(hou)度發生(sheng)變化。這在很大程度上影(ying)響罐(guan)襯(chen)(chen)的(de)使(shi)(shi)用(yong)安(an)全性和(he)使(shi)(shi)用(yong)壽(shou)命。重(zhong)燒(shao)(shao)收(shou)縮很大的(de)襯(chen)(chen)磚(zhuan)(例(li)如黏(nian)土磚)是完(wan)全(quan)不適用于(yu)高(gao)溫(wen)鋼罐(guan)罐(guan)襯的，因為它在長(chang)時間(jian)高(gao)溫(wen)使用中隨著嚴重收縮(suo)，砌縫厚度增大，滲(shen)進鋼水和(he)熔(rong)渣，結(jie)成(cheng)殘鋼甚至(zhi)結(jie)瘤，在清除這些殘鋼和(he)結(jie)瘤時經常會破壞罐(guan)襯。重燒(shao)膨脹稍大的襯磚(例如鋁(lv)鎂(mei)尖晶石磚和(he)高鋁(lv)磚)，保證襯(chen)磚在使用中砌縫厚度(du)減小和相互緊(jin)靠，從而減輕(qing)了鋼水和熔渣的滲透但(dan)是磚的重燒膨(peng)脹過(guo)大(da)(例如鎂磚(zhuan)(zhuan)或(huo)鎂碳磚(zhuan)(zhuan))，在使用中便產(chan)生過大的膨(peng)脹應力(li)，有時(shi)(當膨脹縫留設不足(zu)或留設不合(he)理(li))甚至會(hui)脹壞罐襯(chen)(chen)砌磚，有(you)些(xie)國家根據加熱中線尺寸變化的特性，將鋼(gang)水罐襯(chen)(chen)磚分為恒體積鋼(gang)罐襯(chen)(chen)磚(1400℃重燒(shao)收縮率(lv)為0.2%一0.3%)、微膨脹鋼罐(guan)襯磚(1450-1550℃時線膨脹(zhang)率為0一1%)和(he)膨脹鋼罐(guan)襯磚(1450-1550℃時線膨(peng)脹率達1%一2%)。不(bu)少國家為(wei)突出鋼罐襯磚(zhuan)的重燒膨(peng)脹，都在襯磚(zhuan)名(ming)稱冠(guan)以恒體積多熟料黏土磚(zhuan)(1400℃的重燒線收縮(suo)率不超過0.2%)、微膨脹葉蠟石磚(1400℃的重燒膨脹率不超過1%) 、膨脹高鋁磚(zhuan)(1500℃重燒線收縮(suo)率不超過0.3%) 、膨脹鎂鉻磚(Mg Q 73.8%， Cr2O 315.0%， 1000℃線膨脹(zhang)率小(xiao)于1%) 、膨(peng)脹鎂白(bai)云(yun)石磚(MgO 84.7%， CaO 14.1%， 1000℃線膨脹率為1.25%) 、聚磷酸鈉結(jie)合(he)方(fang)鎂石(shi)質膨脹磚(MgO 76.4%， Cr2O 38.9%， 1720℃燒成后(hou)的(de)線收縮(suo)率為(wei)0.2%) 和用于鋼罐精煉(lian)爐工作襯的微膨脹復合尖晶(jing)石(shi)磚(MgO 57.3%， Al 2037.7%， Cr2O 320.2%， Fe2O 312.7%， 1550C加熱4h的線膨脹率僅為0.1%) 。
鋼(gang)(gang)(gang)罐(guan)(guan)襯(chen)(chen)遭受(shou)高溫鋼(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)和隨同鋼(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)一(yi)起進(jin)入的(de)(de)熔(rong)渣(zha)(zha)(zha)的(de)(de)化學侵蝕(shi)作用，即(ji)外(wai)來(lai)組(zu)分對耐火(huo)內(nei)襯(chen)(chen)組(zu)分的(de)(de)作用。鋼(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)罐(guan)(guan)襯(chen)(chen)遭受(shou)外(wai)來(lai)組(zu)分的(de)(de)侵蝕(shi)作用，主要(yao)來(lai)自(zi)熔(rong)渣(zha)(zha)(zha)：為防止普通鋼(gang)(gang)(gang)罐(guan)(guan)內(nei)鋼(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)的(de)(de)迅(xun)速冷卻(que)和被空氣氧化，有意在(zai)熔(rong)池鋼(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)上(shang)面積存(cun)一(yi)定量的(de)(de)熔(rong)渣(zha)(zha)(zha)是必(bi)要(yao)的(de)(de)。在(zai)精煉(lian)鋼(gang)(gang)(gang)罐(guan)(guan)內(nei)要(yao)完成二次煉(lian)鋼(gang)(gang)(gang)，鋼(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)上(shang)面的(de)(de)熔(rong)渣(zha)(zha)(zha)是必(bi)然(ran)存(cun)在(zai)的(de)(de)關(guan)于(yu)熔(rong)渣(zha)(zha)(zha)對各種鋼(gang)(gang)(gang)罐(guan)(guan)內(nei)襯(chen)(chen)的(de)(de)侵蝕(shi)機理， 王(wang)誠訓(xun)等運用(yong)多元相圖(tu)作了(le)詳盡的解釋， 從中(zhong)可體會到(dao)：(1) 無論(lun)被現代大容量精(jing)煉鋼(gang)罐淘(tao)汰(tai)的SiO 2-AI2O3系耐火(huo)內襯， 還(huan)是(shi)含(han)尖(jian)晶(jing)石(shi)的耐火(huo)內襯， 甚至含(han)碳的MgO-C磚和(he)MgO-CaO-C磚， 都因熔渣反應(ying)而(er)被侵蝕。(2) 熔渣(zha)經受長時(shi)間高(gao)溫作用，其黏度減小(xiao)、活(huo)度增大、擴散速度加快(kuai)，對罐襯的侵蝕加劇(ju)。(3)普通鋼(gang)罐和(he)精煉鋼(gang)罐的渣線部位(wei)內襯，經受高(gao)溫熔渣最居(ju)烈的侵蝕作用。(4)在真(zhen)空脫氧和爐外精煉條(tiao)件下，熔渣對罐(guan)襯的侵蝕加劇。
鋼(gang)罐周(zhou)期(qi)性的操作，決定了罐襯不斷交替地受熱和冷卻熱的作用在每次澆鑄中都發生變化(hua)。鋼(gang)罐接受頭(tou)批高溫鋼(gang)水的最初階段，鋼(gang)水與罐襯的溫差可高達800一1350℃，此(ci)時(shi)罐襯(chen)(特別是罐底沖擊區)經(jing)受相當大的沖擊(ji)熱。烘烤到400-500℃的罐(guan)襯，接觸并急速升(sheng)溫1600℃左右的(de)鋼(gang)水，罐襯(chen)將出(chu)現相(xiang)當大的(de)熱應(ying)力每罐鋼(gang)水澆(jiao)完后，等待下一爐出(chu)鋼(gang)或(huo)更換滑板等，罐襯(chen)又要經(jing)受冷卻。有時為加速罐襯(chen)的(de)冷卻，往往采(cai)取通風等強(qiang)制冷卻，這些都會惡(e)化(hua)罐襯(chen)的(de)使用條件(jian)。由于電爐產(chan)量低，電爐鋼(gang)罐周轉慢和周期性操作(zuo)明顯(鋼罐用用停停)，罐襯溫度波動(dong)大由于轉爐產量大，轉爐鋼罐周(zhou)轉快和周(zhou)期性操(cao)作(zuo)不太明顯(經常紅罐操作(zuo))，罐(guan)襯(chen)溫度(du)下降不多和波動不大.
高溫熔渣對罐襯(chen)化學作用(yong)的(de)侵蝕是罐襯(chen)(特別是渣線部位)損毀(hui)的主要因素。而高溫鋼(gang)水(shui)對罐襯(chen)機(ji)械作用的沖蝕也是(shi)不可(ke)忽視(shi)的因素。首先(xian)，具有(you)相(xiang)當大靜壓力(li)的鋼(gang)水(shui)不斷地向罐襯(chen)(特別是熔池)材料(liao)的(de)(de)(de)氣(qi)孔(kong)、裂紋或砌(qi)縫滲透(tou)。其次，鋼(gang)(gang)(gang)罐(guan)(guan)(guan)(guan)底沖(chong)擊(ji)區和對著爐子出鋼(gang)(gang)(gang)口的(de)(de)(de)罐(guan)(guan)(guan)(guan)壁(bi)迎鋼(gang)(gang)(gang)面遭受出鋼(gang)(gang)(gang)鋼(gang)(gang)(gang)水的(de)(de)(de)劇烈熱(re)沖(chong)擊(ji)和機械沖(chong)擊(ji)。第三，澆(jiao)鋼(gang)(gang)(gang)過程中(zhong)罐(guan)(guan)(guan)(guan)內鋼(gang)(gang)(gang)水自(zi)上而下和不停地(di)作垂直方(fang)向的(de)(de)(de)流動(dong)。甚至鎮靜狀態(tai)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)水，其實也在不停地(di)流動(dong)，接(jie)觸罐(guan)(guan)(guan)(guan)壁(bi)部(bu)分鋼(gang)(gang)(gang)水的(de)(de)(de)冷卻比罐(guan)(guan)(guan)(guan)中(zhong)央迅速(su)，導致罐(guan)(guan)(guan)(guan)壁(bi)附近的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)水向下沉降。為(wei)攪拌(ban)鋼(gang)(gang)(gang)水向罐(guan)(guan)(guan)(guan)內吹氬、電磁攪拌(ban)、電弧加(jia)熱(re)和真空脫氣(qi)等更(geng)加(jia)劇了鋼(gang)(gang)(gang)水的(de)(de)(de)流動(dong)。鋼(gang)(gang)(gang)水在罐(guan)(guan)(guan)(guan)內的(de)(de)(de)劇烈流動(dong)，必然加(jia)劇罐(guan)(guan)(guan)(guan)襯的(de)(de)(de)損毀。此外，在清(qing)理(li)和拆除(chu)鋼(gang)(gang)(gang)水罐(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)殘渣、殘鋼(gang)(gang)(gang)和結瘤時，對罐(guan)(guan)(guan)(guan)襯不可避免地(di)產生機械破壞。
遭受高溫(wen)、渣侵、鋼(gang)水沖(chong)蝕(shi)、熱沖(chong)擊和(he)周期性(xing)操作等破(po)壞因素作用后，鋼(gang)罐內襯的損毀(hui)是不均勻的。除滑動水口系統外，按損毀(hui)程度罐襯可分為三部分：(1)渣線(xian)強(qiang)蝕(shi)區(qu)。雖然位(wei)于鋼(gang)水罐(guan)上部，烘烤不(bu)充分和接觸(chu)鋼(gang)水的(de)時間比(bi)其他(ta)部位(wei)短(duan)，但經受(shou)流(liu)動性和侵蝕(shi)性最強(qiang)的(de)高溫熔渣的(de)破(po)壞作用(yong)最大。渣線(xian)部位(wei)的(de)使用(yong)條件最苛刻，因而損毀(hui)最嚴重。(2)罐底中(等(deng)程度)蝕(shi)區。鋼罐底襯承受金部鋼水(shui)和熔淹(yan)的靜壓力，經受高溫(wen)作(zuo)用(yong)比其他部位大(da)和時間(jian)長，經受熱負荷最大(da)。當接(jie)受頭批鋼水(shui)時常(chang)常(chang)受到(dao)劇烈熱沖擊(ji)作(zuo)用(yong)。(3)罐(guan)壁低蝕(shi)(shi)區。罐(guan)壁內(nei)襯受熔渣侵蝕(shi)(shi)作用比渣線部(bu)位輕(qing)微得多，接觸高(gao)溫鋼(gang)水(shui)的時間(特別是罐壁上部)比罐底短得多。此外罐壁在整個澆鋼過程中都能經(jing)罐殼散(san)熱冷(leng)卻而減輕損毀。每(mei)個部位內的(de)損毀程度也是不均(jun)勻的(de)。LF精煉鋼罐渣線(xian)的底吹(chui)氬攪拌(ban)側MgO-C磚的(de)損(sun)毀(hui)速度比渣線其余部位高得多當采
用(yong)輕燒白云石造渣時(熔渣(zha)中(zhong)MgO濃度從3%增大(da)到(dao)12%) ， 底(di)吹攪(jiao)拌側渣(zha)線的損毀速度降低60%。罐(guan)底襯的鋼水(shui)落點沖(chong)(chong)擊(ji)區(qu)的損(sun)毀，比罐(guan)底其余部位嚴重得(de)多，不(bu)得(de)不(bu)采取特殊(shu)的加長(chang)罐(guan)底磚(zhuan)或耐沖(chong)(chong)擊(ji)砌塊。罐(guan)壁高度方向(上、中(zhong)和下層)的(de)使用(yong)(yong)條(tiao)(tiao)件也(ye)有(you)區(qu)別(bie)。罐壁下層經受(shou)高溫作(zuo)用(yong)(yong)時間長，遭受(shou)鋼水(shui)沖蝕(shi)作(zuo)用(yong)(yong)較劇烈，使用(yong)(yong)條(tiao)(tiao)件較壞(huai)。國外(wai)某廠的(de)研究(jiu)表明，罐壁上(shang)層、中(zhong)層和下層內(nei)襯的(de)蝕(shi)損比例(li)大致為(wei)1：1.6：2.95。當(dang)然(ran)各(ge)個(ge)鋼罐的(de)尺寸、罐襯種類、冶煉鋼種和(he)操作條件等因素(su)不同，這(zhe)個(ge)蝕損比例會有(you)所改(gai)變，但仍然(ran)遵循(xun)罐壁蝕損不均(jun)勻并(bing)沿著上層、中層和(he)下層方向損毀(hui)逐(zhu)漸(jian)加劇的(de)總規(gui)律。
考慮(lv)到鋼水罐耐(nai)火內襯的上述(shu)使用條(tiao)件，用作罐襯的耐(nai)火材料的綜合性能(neng)應包括：抵抗高溫(高于1600℃)作(zuo)用的(de)性能(neng)，非常好的(de)抗(kang)(kang)熔渣侵蝕(shi)和抗(kang)(kang)滲透性能(neng)，好的(de)抗(kang)(kang)鋼水(shui)沖蝕(shi)性能(neng)、良(liang)好的(de)抗(kang)(kang)熱(re)震性能(neng)和使用溫度下良(liang)好的(de)體積(ji)穩定性，以(yi)及不降(jiang)低鋼的(de)質量。
