Сущность разрушения огнеупорной футеровки от химического воздействия заключается в следующем: 1) разъедание футеровки печной средой, что ведет к уменьшению толщины ее и к последующему разрушению; 2) увеличение объема огнеупорных изделий, что ведет к разрушению целостности футеровки; 3) разрыхление огнеупорных изделий в результате действия кислот, гидратации водяных паров, что ведет к потери прочности, термостойкости и к последующему разрушению и т. д.
Химические взаимодействия между огнеупорной футеровкой, исходными материалами, получаемыми продуктами, а также печной средой различны и зависят от особенностей термотехнологических процессов, осуществляемых в печах.
Влияние исходных материалов на стойкость футеровки. При переработке в доменных печах цин-косодержащих руд происходит отложение металлического цинка в швах и трещинах кладки, а при наличии настылей или железистого гарнисажа при 650—800 °С образуется сплав железа с цинком, содержащий 4—20 % железа. Медленное падение температуры футеровки ниже 657 °С вызывает затвердевание этого сплава, протекающего с увеличением объема, что приводит к образованию дополнительных трещин, а при неоднократном повторении — к разрыву кожуха печи.
Вследствие окисления цинка в шихте в верхних зонах печи в футеровке отлагается оксид цинка. В нижних зонах печи идет восстановление и отложение цинка. В результате повторения этого процесса окисления и восстановления возникает циркуляция цинка в печи и происходит накопление его паров в печных газах.
Восстановление и окисление цинка описывается уравнением
Хромосодержащие огнеупоры с крупнозернистым хромитом в шихте при контакте с расплавом, содержащим в своем составе монтичеллит, флюорит, кусидин, мервинит, разрушают хромшпи-нелид, начиная с температуры 1400 °С; при контакте с расплавами, по составу близкими к двухкальциевому силикату, форстериту и клиноэнстатиту, указанные огнеупоры разрушаются при температуре 1600 °С и выше.
При плавке легированных сталей в период плавления шихта (исходные материалы) взаимодействует с печными газами, футеровкой печи и покрывающими шихту оксидами (окалиной), в результате чего происходит обогащение стали газами и окисление элементов, находящихся в металле. Образующиеся оксиды выделяются из стали, частички их коалесцируют и всплывают на поверхность жидкой стали, образуя шлак.
Взаимодействие огнеупорной футеровки и печной среды. Огнеупорная футеровка рабочей камеры промышленной печи находится в постоянном взаимодействии с печной средой, находящейся в газовой, жидкой и твердой фазах, при