有色冶金用水平转炉内衬上镁尖晶石耐火材料的蚀损机理
俄罗斯镁砖集团生产的用电熔镁铬砂(尖晶石)制成的ХПП-1型镁铬砖和由烧结镁砂及尖晶石增强基质构成的ПХП-4镁铬砖和由烧结镁砂和铬矿石制成的ХПТ-1镁铬砖在有色冶金水平转炉上得到了广泛应用。镁砖集团对其使用情况进行了研究分析。将这几种型号的耐火砖砌筑在同一个炉内衬中，彼此直接接触。转炉连续运行3.5个月之后，检测残余内衬的厚度。在用ХПП-1型镁铬砖砌筑的部位，内衬厚度蚀损了110~160 mm，残余厚度为330~350 mm;ПХП-4镁铬砖的蚀损厚度为260~295 mm，残余厚度为165~200 mm;ХПТ-1镁铬砖的蚀损厚度为285~300 mm，残余厚度为160~175 mm。
根据光学显微镜和电子显微镜的分析结果，这三种型号镁铬砖的蚀损模式相同，即浇注或添加冰铜熔渣时，由于温度波动引起剥落。热应力引起的在耐火材料本体上产生脱落的裂纹主要在被冰铜熔渣渗透区域和变化最小的区域沿着边缘平行于工作面扩散。由于冰铜渗透层和未渗透层的线膨胀系数不同，导致剥落发生。在炉役期内内衬的冷却效果对熔渣渗透层的厚度产生影响，如果通过转炉炉壳排出的热量不够，则砌体的过热层厚度就较大。内衬工作层中温度梯度过小会导致冰铜熔渣向耐火材料内渗透较深(达到70~120 mm)，而且在熔融金属浇注时转炉温度降低到800 ℃(这是冰铜熔渣凝结的温度)后制品被渗透的部分会产生剥落。冰铜熔渣成分向耐火材料内渗透的深度取决于耐火材料的质量特点，首先是气孔的渗透性和材料的热导率。与ХПТ-1制品相比，ХПП-1和ПХП-4制品的特点是有效气孔尺寸较小，显气孔率较低。
ХПП-1制品的透气度为0.151 μm2，有效气孔尺寸为5.05 μm，显气孔率为11.5%。ПХП-4制品的同类指标分别为0.298 μm2、6.62 μm和15.8%;1300 ℃下ХПП-1制品的热导率为3.13 W•(mK)-1，ПХП-4制品的热导率为3.36 W•(mK)-1。而与其对比的ХПТ-1制品的透气度为0.512 μm2，有效气孔尺寸为7.32 μm，显气孔率为19.1%，1300 ℃时热导率为2.51 W•(mK)-1。根据使用3.5个月(内衬的寿命潜力还没有用尽)后内衬的蚀损特点和残余厚度判断，镁砖集团研发的制品可以成功地应用于有色冶金水平转炉内衬上。但是与ХПТ-1制品不同的是，与冰铜熔渣接触过程中ПХП-4和ХПП-1制品遭受的侵蚀较轻微(镁质成分与铁橄榄石发生化学反应生产二次矿物相，如镁橄榄石、镁铁矿)并饱含氧化铁。
