RH爐具有自然脫碳、成分微調(diào)、鋼水升溫、吹氧強(qiáng)制脫碳和噴粉脫硫等功能，已成為冶煉電工鋼、管線鋼、船板鋼、鍍鋅板、鍍錫板等高端鋼種必不可少的爐外精煉設(shè)備。RH爐作業(yè)時(shí)，爐內(nèi)呈負(fù)壓狀態(tài)，鋼水和氬氣呈噴泉狀在由上升插入管、下部槽和下降插入管組成的封閉管道內(nèi)高速循環(huán)，同時(shí)加入大量的合金或脫硫劑來(lái)調(diào)節(jié)鋼水的成分，對(duì)耐火材料的真空穩(wěn)定性能、高溫性能、抗沖刷性能和抗渣性能都有苛刻的要求;RH爐屬于間隙作業(yè)型冶金設(shè)備，插入管和下部槽在整個(gè)爐役內(nèi)頻繁遭受冷熱交替的熱沖擊，因此又要求耐火材料具有良好的抗熱震性能。

1、水泥回轉(zhuǎn)窯

回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)水泥熟料已有一個(gè)多世紀(jì)的歷史，20世紀(jì)80年代初，水泥回轉(zhuǎn)窯技術(shù)基本定型。目前新型干法窯是主流的生產(chǎn)技術(shù)，其燒成溫度在1450℃左右，窯內(nèi)燃燒氣體溫度可達(dá)1700℃以上，甚至接近2000℃。

水泥工業(yè)用耐火材料約占全部耐火材料的13%。耐火材料作為水泥燒成過(guò)程中不可或缺的內(nèi)襯材料，也是第二代新型干法水泥工藝的物質(zhì)支撐條件，其中燒成帶用耐火材料尤為重要。硅酸鹽水泥的主要礦物成分為CaO·SiO2、3CaO·Al2O3與4CaO·Al2O3·Fe2O3，水泥窯的關(guān)鍵部位過(guò)渡帶與燒成帶最適宜的耐火材料只能是堿性鎂質(zhì)耐火材料，如圖1所示。

過(guò)去燒成帶普遍使用鎂鉻磚，鎂鉻磚能夠抵抗水泥組分的侵蝕，來(lái)自水泥熟料的CaO與磚中的Fe2O3反應(yīng)形成4CaO·Al2O3·Fe2O3，使磚易于粘附熟料；磚釋放的Cr2O3又有穩(wěn)定窯皮中2CaO·SiO2的作用，因而鉻鐵礦對(duì)提高堿性耐火材料的耐火性、抗侵蝕、抗熱震和掛窯皮性都有重要作用。燒成帶處于高溫化學(xué)氣氛中，爐料溫度為1400~1500℃，伴隨有熔融液體產(chǎn)生，耐火材料通常被原料包覆，再加上窯體的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以窯皮經(jīng)常剝落。呈熔融狀態(tài)的水泥原料與磚之間發(fā)生反應(yīng)以及熔融液體滲透到磚內(nèi)，造成熔損及結(jié)構(gòu)剝落，過(guò)渡帶也大致如此。

換言之，在鎂鉻質(zhì)耐火材料中加入氧化鋁，需要考慮原料中的CaO和SiO2成分，適當(dāng)添加氧化鋁；若加入大部分Al2O3可以與磚體中的硅鈣成分反應(yīng)生成低熔相，并且可以在磚體中呈現(xiàn)出連續(xù)的分布，此時(shí)由于在燒結(jié)過(guò)程中液相量增加，可以起到促進(jìn)燒結(jié)過(guò)程中的物質(zhì)傳輸，促進(jìn)磚體的燒結(jié)，提高制品的致密度；反之，若CaO、SiO2含量太低，不足以滿足消耗Al2O3生成液相的條件，由于此時(shí)的Al2O3將于磚體內(nèi)的MgO成分反應(yīng)生成尖晶石，此時(shí)尖晶石生成引起的體積膨脹不能得到很好的緩解，鎂鉻制品的致密度程度將降低，常溫耐壓強(qiáng)度受到影響。

3、氧化鋯對(duì)鎂鉻質(zhì)耐火材料的影響

氧化鋯的加入可以在一定程度上改善鎂鉻質(zhì)耐火材料的性能：(1)ZrO2自身化學(xué)穩(wěn)定性較強(qiáng)，對(duì)一般的玻璃熔體和酸堿表現(xiàn)出較好的化學(xué)惰性，而且不容易被金屬溶液等潤(rùn)濕；(2)ZrO2可以改變鎂鉻質(zhì)耐火材料中各晶體晶界相的聚集狀態(tài)、晶粒形狀，并且降低晶間的二面角，促進(jìn)各晶體之間的結(jié)合。

但是，過(guò)多ZrO2的加入?yún)s對(duì)鎂鉻質(zhì)耐火材料是不利的，這是因?yàn)閆rO2在氧化鎂中的固溶度較小，若加入了過(guò)量的ZrO2，則殘余ZrO2將殘存在晶粒之間，阻礙燒結(jié)中的傳質(zhì)作用，不利于磚體的致密化。a