Футеровка редко выходит из строя по одной причине. На неё действуют три механизма, обычно последовательно, и оставшийся профиль износа показывает, какой из них был ведущим.
| Механизм | Что происходит | Чем вызван |
|---|---|---|
| Пропитка | Расплав проникает в открытые поры | Высокая открытая пористость, смачивание, низкая вязкость шлака |
| Растворение | Огнеупор химически растворяется | Несоответствие основности, температура, ненасыщенный шлак |
| Эрозия | Поверхность снимается механически | Скорость потока, турбулентность, взвешенные частицы |
Сначала — пропитка
Шлак входит в поровую сеть и реагирует в глубине, образуя фазы с иным расширением, чем у основы. Возникает плотная хрупкая изменённая зона, которая отслаивается при термоциклировании — структурное скалывание. Кирпич может выглядеть целым и всё же терять слои.
Растворение следует химии
Правило простое: подобное растворяется подобным. Основный шлак атакует кислый огнеупор и наоборот. Скорость зависит от того, насколько шлак далёк от насыщения оксидом огнеупора: ненасыщенный шлак «голоден». Именно поэтому насыщение ковшевого шлака MgO так эффективно продлевает магнезиальную футеровку.
Эрозия довершает дело
Движущийся металл, газ и частицы истирают поверхность. Сама по себе она умеренна; в сочетании с растворением — нет, поскольку каждый механизм снимает ослабленный другим слой и обнажает свежий материал. Худший износ всегда там, где сходятся химия, тепло и движение: фурмы конвертера, зона факела, разливочные стаканы.
Что с этим делать
- Задавайте низкую закрытую пористость — она пресекает пропитку в самом начале.
- Подбирайте огнеупор под химию шлака, а не только по огнеупорности.
- Насыщайте шлак там, где это допускает процесс.
- Применяйте несмачивающие добавки, например углерод, где преобладает пропитка.
- Контролируйте локальные перегревы и турбулентность — это проблемы процесса, а не материала.
- Фиксируйте профиль износа каждую кампанию: это лучший прогноз, который у вас есть.