耐火材料廣泛應用于高溫工業(yè)，如鋼鐵、陶瓷、玻璃、電力、有色金屬、化學工業(yè)、石油和環(huán)境保護等高溫爐窯中，是支撐這些工業(yè)的基礎。作為高溫爐窯內襯所用定形或不定形耐火材料，在使用中都受到高溫或溫度激變、氣氛變化以及粉塵、蒸汽和液體的腐蝕和/或爐渣的侵蝕、腐蝕，使用條件非?？量?，蝕損形態(tài)極為復雜。其損毀形式主要體現為同爐渣、處理劑反應所引起的蝕損和因熱應力導致的裂紋(龜裂)所引起的剝落損毀。其中，耐火材料的剝落通?？梢苑譃閱渭冇蔁釕σ鸬母邷貏兟?也稱熱剝落)和由于爐渣滲透等所造成的組織變化與熱應力復合作用所產生的結構剝落。通過對不同使用條件的觀察，發(fā)現高溫爐窯用各種耐火材料的損毀不只是渣蝕(連續(xù)型)，還往往有斷裂和剝片(非連續(xù)型)。一般的損毀方式，按概念歸納為三種最基本的類型，如圖1-1所示。

圖1 爐窯耐火內襯損毀的概念圖

方式Ⅰ稱為熱的、機械的剝片，它是由爐窯熱應力和機械應力所產生的耐火內襯不規(guī)則的龜裂，從而導致耐火內襯的過快損毀。

方式Ⅱ稱為結構剝落，它是由于熔渣的浸透和加熱面上發(fā)生溫度波動使其結構產生變化，因而形成特有的變質結構層，在原質層與變質層的界面上產生同加熱面平行的裂紋，進而使耐火內襯呈層帶剝落損毀。

方式Ⅲ稱為熔流，它是由于同鋼水、鐵水和熔渣等反應生成熔點較低的物質所產生的熔流或磨損，主要是由于產生液相而使表面層蝕損等。

除此之外，整個耐火內襯由于其體積收縮所引起的砌縫擴展或拉開，也是造成耐火內襯局部快速損毀的主要原因之一。

在上述各種損毀類型中，其中方式Ⅰ及方式Ⅱ使爐窯用耐火材料的損毀形態(tài)復雜，并且往往成為加速其損毀的原因。

為了滿足鋼鐵冶煉技術迅速發(fā)展的要求，在氧化物系耐火材料的基礎上，添加如尖晶石(MgO·Al2O3、MgO·Cr2O3和2MgO·TiO2等)以及莫來石等化合物組分或者引入碳、碳化物、氮化物等非氧化物成分，在陶瓷領域開發(fā)的許多新型耐火材料品種，通過各種碳化物、氮化物、金屬間化合物的試用以及各種先進工藝的積極采用，并對熔渣進行控制，從而顯著地提高了耐火材料對熔渣、金屬熔損的抵抗(耐蝕性)等性能。然而，由于使用條件的不斷改進，耐火材料的使用環(huán)境也在不斷變化。例如，對于轉爐吹氧時的不同鋼種以及熔融還原爐等應用環(huán)境，由于熔渣、氣體、金屬相相互分散所形成的分散系的激烈沖刷，在實驗室中再現使用環(huán)境非常困難。

另外，隨著耐火材料耐蝕性的提高，單一熔渣相、金屬相造成的熔損減少，而熔渣-氣體、熔渣-金屬界面或者耐火材料砌縫等部位的局部熔損現象卻明顯增加了。局部熔損是加速耐火材料蝕損的主要原因，則是物質遷移系數(反應速度常數)因馬欒哥尼對流而明顯增大的結果。因此，只有通過對局部熔損進行控制才能穩(wěn)定耐火材料的使用壽命。也就是說，只有明確局部熔損機理以及采用相應對策才能降低耐火材料的局部熔損，提高爐襯耐火材料的使用壽命。

各種爐窯耐火內襯產生的蝕損均可通過對其使用后的殘余襯體進行分析，也可在實驗室評價的基礎上，根據熱力學進行系統(tǒng)的分析和整理。

一般說來，耐火材料在實際使用過程中在熱力學上是不穩(wěn)定的。在這種情況下，耐火材料研究和開發(fā)的目標就是在耐火材料內部建立起動力學屏障，以抵抗最終不可逆的結構和組成變化所引起的損毀，從而達到提高其使用效果的目的。