堿回收爐襯的工作條件十分復(fù)雜和惡劣，引起爐襯破壞的因素很多，其中高溫作用、強(qiáng)堿腐蝕和熱應(yīng)力作用是最為主要的三個(gè)破壞因素。

高溫作用

堿回收爐在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，爐膛火焰的溫度通常為950℃~1050℃，當(dāng)火焰輻射到爐襯的表面時(shí)，可使?fàn)t襯表面的溫度高達(dá)約900℃~1000℃，這樣的高溫作用將使?fàn)t襯材料的性能(機(jī)械性能和物理性能)大幅度降低，并且也會(huì)加速腐蝕介質(zhì)(堿和酸)對(duì)爐襯的腐蝕作用，從而加速爐襯的損毀。

強(qiáng)堿腐蝕

在堿回收爐燃燒生成物中存在大量的Na2CO3和少量的NaOH，這些燃燒生成物都會(huì)強(qiáng)烈腐蝕爐襯。上海一紙漿廠用普通的粘土耐火磚作爐襯，連續(xù)使用22天后發(fā)現(xiàn)此耐火磚已被腐蝕了一半，深度大約為120mm;而用鎂鉻磚作為爐襯時(shí)發(fā)現(xiàn)其使用壽命也僅有6~8個(gè)月。堿鹽對(duì)堿回收爐爐襯的腐蝕有化學(xué)腐蝕和結(jié)晶腐蝕兩種。

(一)化學(xué)腐蝕

強(qiáng)堿腐蝕是指爐襯材料中的一些成份會(huì)與腐蝕介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，新生成的物質(zhì)容易被腐蝕介質(zhì)溶解，從而損壞爐襯結(jié)構(gòu)。例如在鉻質(zhì)塑性爐襯(主要材質(zhì)為鉻鐵礦)中，Na2CO3和NaOH將與爐襯材料中的Fe2O3反應(yīng)，生成NaFeO2：

Fe2O3+Na2CO3→2NaFeO2+CO2 (1)

2Fe2O3+4NaOH→4NaFeO2+2H2O (2)

由于反應(yīng)式(1)的反應(yīng)溫度在820℃以上，所以這個(gè)反應(yīng)主要發(fā)生在較高溫度的爐襯表面層。反應(yīng)式(2)是由NaOH生成NaFeO2，這個(gè)腐蝕反應(yīng)在較低的溫度下就可以進(jìn)行，因此反應(yīng)式(2)在爐襯表面層和爐襯內(nèi)部均可發(fā)生。

(二)結(jié)晶腐蝕

結(jié)晶腐蝕是指在高溫下堿類(lèi)物質(zhì)熔融為堿液，堿液通過(guò)爐襯的孔隙或者毛細(xì)管滲進(jìn)爐襯內(nèi)部，在冷卻的過(guò)程中結(jié)晶生成體積比較龐大的新物質(zhì)，使得爐襯局部體積膨脹，從而產(chǎn)生一定的內(nèi)應(yīng)力，最終引起爐襯結(jié)構(gòu)的損壞。例如：當(dāng)NaOH和CO2化合后，會(huì)變?yōu)楹蟹肿咏Y(jié)晶水的碳酸鈉(Na2CO3·10H2O)，體積比原來(lái)增大2.5倍，產(chǎn)生較大的體積膨脹。

熱應(yīng)力作用

熱應(yīng)力作用是指材料遭遇急冷急熱作用從而產(chǎn)生的熱沖擊以及熱疲勞破壞。由于黑液的溫度較低且含有約為40~50%的水分，當(dāng)黑液噴射到熾熱的爐襯表面時(shí)，將使?fàn)t襯受到急冷急熱的作用，瞬時(shí)較大的溫度梯度會(huì)使?fàn)t襯產(chǎn)生極大的熱應(yīng)力，從而使?fàn)t襯進(jìn)入到“熱沖擊”狀態(tài)，迅速增加熱應(yīng)力將會(huì)使?fàn)t襯材料脆化。爐襯在反復(fù)的急冷急熱作用作用下，會(huì)產(chǎn)生熱疲勞破壞。

在爐襯厚度方向由于溫度分布不均勻也會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力作用。爐襯工作時(shí)，在爐襯的工作面溫度可達(dá)900~1000℃，而在非工作面的一側(cè)溫度約為200℃，通常爐襯的厚度僅有30mm左右，這樣在爐襯厚度方向上將存在較大的溫度梯度，從而產(chǎn)生極大的熱應(yīng)力，最終可能使?fàn)t襯結(jié)構(gòu)遭到損壞。