氧化铁在耐火材料腐蚀中的作用

氧化铁是炼钢渣中的主要成分之一，它会降低炼钢渣的熔化温度，增加炼钢渣的流动性和侵蚀性。表3列出了碱性制冷剂和炼钢渣之间可能发生的一些反应。

表3 炼钢渣与碱性耐火材料的反应产物，熔点为完全熔化或部分熔化（包晶反应）

从表3可以看出，含铁相在1200-1350℃范围内就会熔化，而含硅相则需要1485℃以上才能熔化。此外，由于多组分共晶和杂质的存在，实际上炼钢渣的熔化温度会比三组分图所示的更低。

钙铁硅酸盐炼钢渣和含镁耐火材料之间的腐蚀过程取决于炼钢渣的流动性和浓度。

图16是炼钢炉上部壁位置的一块耐火材料中炼钢渣与耐火材料界面区域的显微结构。这里的反应产物是混合尖晶石相（MgO, FeO）·（Al2O3, Fe2O3）、硅酸二钙（2CaO·SiO2）和铁氧体二钙（2CaO·Fe2O3）。由于炉气中氧化铁粉尘浓度较高，且缺乏持续的炼钢渣侵蚀（或流动），混合尖晶石相在耐火材料表面形成了一种“屏障层”。

图16 从侧壁上部位置看氧化镁砖的腐蚀界面

相比之下，渣线位置的耐火材料则表现出不同的腐蚀过程（图17）。在这里，腐蚀产物似乎是铁氧体二钙（2CaO·Fe2O3）渗透到单个氧化镁晶体（圆形灰色晶体）周围，而在炼钢渣层中存在孤立的黑色硅酸二钙（2CaO·SiO2）。氧化镁晶体似乎是在极高的温度和炼钢渣接触强度下从耐火材料表面被侵蚀出来的。

图 17 渣线位置氧化镁砖的腐蚀界面

在这些情况下，尽管耐火材料在同一炉中，但反应界面的微观结构却极为不同。在上部壁位置，氧化铁和含石灰粉尘的反应促进了耐火材料腐蚀过程。相比之下，在渣线位置，与流动熔渣的持续接触导致了耐火材料腐蚀和侵蚀过程的发生。

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