耐火材料与熔渣的反应-熔渣向耐火材料内部的浸透

熔渣对耐火材料的侵蚀过程一般包括两个部分。一部分是熔渣通过气孔和晶界浸透进入耐火材料内部，这个过程主要与耐火材料的气孔率、气孔孔径大小以及熔渣的熔点和粘度等因素有关。另外一部分就是熔渣与耐火材料组分反应生成低熔点化合物，使耐火材料发生熔损，这一过程主要与熔渣的化学组成、熔渣的流动状态等因素有关。

　　

1 通过毛细管的浸透

　　

熔渣向耐火材料中的浸透主要是由于表面张力的作用。当熔渣通过毛细管浸透进入耐火材料时，则毛细管压力与接触角、毛细管半径以及界面张力之间的关系为：

　

　　

当t=0时，h=0。如果假定浸透进入耐火材料中的熔渣的物理化学性质(σ、θ、ρ、η等)一定，而且忽略浸透初期进入毛细管内熔渣的静压力，即，△P_S=0，则积分式(7-74)可得浸透高度和时间的关系式如下：

 

 

k_C一般被称为浸透系数。这样通过测定不同时间下的浸透高度，就可以建立不同耐火材料和不同渣系接触时，浸透高度与浸透时间的关系。

　　

如果浸透进入耐火材料中的熔渣组成的变化可以忽略时，则熔渣浸透高度与时间t的1/2次方成正比。另外，熔渣的浸透速度随着气孔半径r以及界面张力σ液-气的增加而增大，随着接触角θ和熔渣粘度η的增加而减小。

 

2 通过晶界的浸透

　　

当熔渣与耐火材料的接触界面处有晶界存在时(如图7-53所示)，则在其接触界面处有如下的关系式成立。

　　

 

由上式可见，对于一定的颗粒晶界，如果σ固-液降低，θ亦随之减小。如果σ固-液≤1/2σ固-固，则熔渣可以进入晶界。