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在之前的煉鋼工藝中，研究者們多從生產(chǎn)工藝方面去考慮，不斷改進(jìn)工藝，控制夾雜物的數(shù)量以及如何有效去除夾雜物，卻始終忽略了耐火材料在煉鋼中的影響，耐火材料與鋼液是直接接觸的，導(dǎo)致研究者不論怎么改善工藝，卻始終發(fā)現(xiàn)在鋼液中有著或多或少夾雜物的存在，得到的鋼產(chǎn)品也是粗鋼，原因在于耐火材料耐火材料在與鋼液接觸的過(guò)程中，不斷受到鋼液的沖蝕與滲透，造成結(jié)構(gòu)損毀，最后耐火材料以?shī)A雜物的形式進(jìn)入到鋼液中，降低了鋼液中夾雜物的含量，造成不利的影響，使鋼質(zhì)量降低。
耐火材料的損毀方式主要是渣線部位的熔渣侵蝕、熱機(jī)械剝落以及鋼液對(duì)耐火材料的沖蝕，而耐火材料的損毀必然會(huì)對(duì)鋼質(zhì)量造成不利的影響，多年來(lái)，鋼鐵領(lǐng)域的工作者們對(duì)耐火材料的抗渣性能以及熱震穩(wěn)定性不斷地深入研究，取得了較為顯著的成就。分別以四種不同Al2O3含量的鎂鋁尖晶石粉為原料，紙漿廢液為結(jié)合劑混勻后壓制成型，烘干和1600℃保溫3h熱處理后，在1600℃下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中選用鋼包渣作為侵蝕介質(zhì)，實(shí)驗(yàn)時(shí)間為三小時(shí)，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)試樣進(jìn)行處理，并在掃描電鏡下進(jìn)行分析，觀察試樣侵蝕后的微觀結(jié)構(gòu)變化，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，試樣抗渣侵蝕與抗渣滲透呈現(xiàn)出不同的規(guī)律，影響其變化的因素是鎂鋁尖晶石中氧化鋁的含量，當(dāng)尖晶石中氧化鋁的含量降低時(shí)，試樣的抗渣滲透能力逐漸減弱，試樣的抗渣侵蝕能力逐漸增強(qiáng)，在侵蝕試驗(yàn)中，生成的新物相鎂鐵固溶體相以及鎂鐵尖晶石能夠阻止渣進(jìn)一步的滲透和侵蝕，保護(hù)了耐火材料原質(zhì)層，延長(zhǎng)耐火材料使用壽命。借助鋼廠現(xiàn)場(chǎng)使用的鎂碳磚分析鎂碳磚的侵蝕機(jī)理，通過(guò)采用顯微結(jié)構(gòu)分析，反應(yīng)熱力學(xué)分析，能譜分析以及從和材料潤(rùn)濕性等方法通過(guò)對(duì)比鎂碳磚在精煉鋼包渣線部位的使用情況，研究發(fā)現(xiàn)，鎂碳磚的侵蝕損毀機(jī)理存在著差異，這主要是鎂碳磚所接觸的鋼液和熔融渣的溫度以及自身結(jié)構(gòu)存在差異造成的，在溫度較高的區(qū)域，所造成的影響比較嚴(yán)重，鎂碳磚在熔渣中的潤(rùn)濕性增大，從而使熔渣與鎂碳磚內(nèi)部結(jié)構(gòu)充分增大，接觸面積增大就導(dǎo)致鎂碳磚的溶解速率增大，進(jìn)而導(dǎo)致鎂碳磚的侵蝕損毀加劇，其中鎂碳磚中脫碳層的形成是直接導(dǎo)致潤(rùn)濕性增大的主要因素。
以電熔白剛玉、石墨和單質(zhì)硅微粉為主要原料，在氮?dú)鈿夥障?450℃保溫4小時(shí)原位生成Sialon結(jié)合Al2O3-C材料，并用靜態(tài)坩堝法在1600℃下進(jìn)行抗渣實(shí)驗(yàn)，采用XRD和SEM-EDS對(duì)渣蝕后材料的顯微結(jié)構(gòu)和成分進(jìn)行分析，研究表明，渣的滲透主要是沿著剛玉顆粒邊緣進(jìn)行的，隨著滲透的深入，CaO含量不斷下降，Al2O3-C材料高溫氮化后生成的產(chǎn)物氧化后溶解到渣中，能夠降低渣的侵蝕和滲透。
在研究鋼液與耐火材料直接相互作用的規(guī)律時(shí)，可以借鑒高溫熔渣與耐火材料的侵蝕損毀機(jī)理，但是鋼液與耐材之間的反應(yīng)更加直接與顯而易見(jiàn)，其相互作用主要受幾個(gè)因素來(lái)控制，首先是材料自身的結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度，強(qiáng)度越大，其穩(wěn)定性越強(qiáng)，其次是耐火材料與鋼液之間的表面張力。鋼液對(duì)耐火材料的沖蝕以及對(duì)耐火材料滲透和接觸部位所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)等都屬于鋼液與耐材之間的相互作用，這些相互作用最終會(huì)導(dǎo)致耐火材料剝落進(jìn)入到鋼液中，不僅鋼質(zhì)量受到影響，耐火材料也受到損毀，制約耐火材料的使用壽命。然而在鋼液沖蝕這一方面，至今仍沒(méi)有突破性的進(jìn)展，很多學(xué)者只是從靜態(tài)的角度去研究鋼液與耐火材料的相互作用，與實(shí)際煉鋼工藝相差甚大，因此，研究鋼液對(duì)耐火材料的沖蝕損毀是一個(gè)急需解決的難題。
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