熔融爐的型式大致分為灰熔融爐和氣化熔融爐。屬于灰熔融爐的有直流爐、等離子爐、電阻爐、電弧爐等電熔融爐和以油、燃?xì)獾葹闊嵩吹娜剂先廴诜绞健饣廴跔t有窯氣化方式、流動床氣化方式、豎爐氣化方式等。 根據(jù)熔融爐的型式.、處理物的性質(zhì)、運轉(zhuǎn)條件,分別使用了高鋁質(zhì)、碳化硅質(zhì)、鋁鉻質(zhì)、尖晶石質(zhì)等定型和不定形耐火材料。最近,開始用鎂鉻磚。在使用數(shù)量上,鋁鉻系澆注料的使用量最多。 如果按照對熔融爐用耐火材料的設(shè)計分類的話,大致分為兩個方面。其一是置費用和材質(zhì)于不顧,首先要達到一定水平以上的耐用性;其二是采取一切手段,避免用含氧化鉻的耐火材料。 含有氧化鉻系耐火材料分為鋁鉻系澆注料和鎂鉻磚。鋁鉻系澆注料
氧化鉻(Cr203)具有2265℃的高熔點,在與其它耐火氧化物共熔系統(tǒng)中,除與Si02共熔系統(tǒng)外,共熔點都高達2000℃左右。因此,在氧化鉻被添加到其它耐火材料中時,不會使耐火材料的高溫特性劣化,而是能夠提高耐火材料的性能。 其次,氧化鉻不熔解于熔融爐渣中,或者少量熔解便立刻達到飽和。例如,根據(jù)Cr2O3一CaO-Si02、AL2O3一CaO一SiO2、Mgo一CaO一SiO2的各相平衡狀態(tài)圖,求1600℃下的Cr2O3、AL2O3。及Mgo對于僅由SiO2和Cao組成的爐渣的飽和反應(yīng)量時,AL2O3和Mgo對于Cao/Si02== 50/50組成的爐渣的飽和反應(yīng)量分別為72%和24%,而Cr2O3的飽和反應(yīng)量僅為6%,表明Cr203的耐蝕性優(yōu)異。 另外,當(dāng)氧化鉻熔解到爐渣中時,則爐渣的粘度增高,因此爐渣難于向耐火材料中擴散,從而進一步提高耐火材料的耐蝕性。 現(xiàn)在,在熔融爐的運轉(zhuǎn)條件最苛刻的部位廣泛使用了鋁鉻系澆注料。 當(dāng)初,氧化鉻以粉體形式添加使用,但作為微粉向澆注料中的添加量受到限制,故把因事先燒成的氧化鉻微粉制造的燒結(jié)砂作為粗顆粒來使用。但是,隨著氧化鉻含量的增加,抗熱震性趨于降低,在澆注料中添加氧化鋯（ZrO2）將會提高抗熱震性。 通過使用燒結(jié)氧化鉻,能夠大幅度增加澆注料中氧化鉻含量。但是,在空氣氣氛下加熱氧化鉻粉體時,產(chǎn)生蒸發(fā)一凝聚機理,幾乎不收縮,所以不容易制造致密的燒結(jié)氧化鉻。因此,氧化鉻含量越高,澆注料的氣孔率就越高,爐渣的浸透也趨于劇烈。
氧化鉻含量越高，耐火材料的耐蝕性越好。但是，氧化鉻含量超過一定水平時，澆注料的耐蝕性與其說取決于氧化鉻含量，莫不如說取決于低熔點成分（CaO、SiO2等）的含量和致密度。通過盡量減少澆注料中含有的低熔點成分，能夠提高抗渣侵蝕性，進而使用致密的電熔氧化鉻原料時，由于能降低澆注料的氣孔率，所以具備耐蝕性和抗渣浸透性，可提高耐用性。
為克服鋁鉻澆注料伴隨氧化鉻含量的增加和組織的致密化而出現(xiàn)的抗熱震性降低之傾向，除添加氧化鋯原料以外，減少低熔點成分，組合使用熱膨脹率不同的原料，對提高高溫強度及緩和內(nèi)部應(yīng)力也是有效的。