燒嘴磚功能是保護燒嘴頭，其完好無損是保證燃燒效果的前提。從拆下來的燒嘴磚來看，發(fā)現(xiàn)燒嘴磚前端侵蝕掉110 mm，燒損狀況表現(xiàn)為交接面粉化松散。燒嘴磚材質(zhì)為莫來石，顯氣孔率和SiO2含量偏高。由于銅渣為鐵橄欖石( 2FeO·SiO2 )，當爐溫至少1 300 ℃時隨著渣飛濺到爐襯上造成滲透熔解，進而引起耐材剝落，這個過程反復循環(huán)致使燒嘴磚被嚴重侵蝕。

燒嘴頭暴露于高溫煙氣中，造成燒損。燒嘴頭燒損后，噴出的射流也不能按照原方向和速度進行。經(jīng)過分析燒嘴磚損毀的主要原因是熔渣的滲透。在煉銅過程中，各種熔體流動性較強，在熔渣與冰銅等熔體中，硫化物熔體由于熔點低，黏度小在SO2氣氛中對耐火材料潤濕性好滲透較深但由于溫度低，對耐火材料的結(jié)構(gòu)破壞性不大。而 FeO－SiO2系熔渣則是造成耐火材料結(jié)構(gòu)剝落的主要原因。由于硫化物礦石和冰銅中含大量的硫化物為了除鐵必須加入 SiO2造渣。燒嘴磚在使用過程中，F(xiàn)eO－SiO2系熔渣可沿其氣孔和裂紋等毛細管滲入到磚中，并與之相互作用形成與原來磚結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同的變質(zhì)層，在溫度變化的情況下造成燒嘴磚結(jié)構(gòu)剝落。結(jié)構(gòu)剝落不像溶解、沖蝕那樣逐漸蝕損，而是幾毫米、幾十毫米的瞬間脫落。顯然熔渣滲透越深，變質(zhì)層越厚，結(jié)構(gòu)剝落也就越嚴重。

燒嘴磚材質(zhì)的選擇抗鐵硅渣侵蝕較好的材料，根據(jù)三相圖分析示出了1 500℃ 時各氧化物成分在FeO－SiO2渣中的溶解度。由圖看出CaO與鐵硅渣形成的液相區(qū)最大。因此 CaO 含量高的白云石材料抗鐵硅渣熔蝕性差，Cr2O3、ZrO2與鐵硅渣形成的液相區(qū)小，表明其抗鐵硅渣熔蝕性好。

結(jié)構(gòu)剝落與熔體滲入耐火材料深度有關。變質(zhì) 層越厚，結(jié)構(gòu)剝落越嚴重。減輕結(jié)構(gòu)剝落的途徑有: ①加入與熔體潤濕性不好的碳等耐火組分，以阻止熔渣的滲入;②往耐火材料中加入與熔體形成高熔點物或高黏滯層組分，以堵塞滲透通道③使耐火材料孔隙微細化。Cr2O3可與很多氧化物形成固溶體、高熔點化合物或熔化溫度很高的低共熔物。例如，Cr2O3與SiO2

形成的低共熔物的熔化溫度高達1 720 ℃，Cr2O3與FeO能形成熔點2100℃的FeO·Cr2O3 ；Cr2O3與Al2O3可形成固溶體；Cr2O3與Cu2O可形成熔點在1600 ℃以上的化合物此外，Cr2O3還能大大提高熔渣的黏度。因此，熔渣滲入Cr2 O3含量高的耐火材料中的深度一般都較不含Cr2O3的耐火材料淺得多。即耐火材料中加入 Cr2O3一般都能減輕結(jié)構(gòu)剝 落

由以上分析可知: 從抗鐵硅渣熔蝕沖刷和抗結(jié)構(gòu)剝落來看，含Cr2O3的耐火材料和鎂鉻尖晶石耐火材料比較好。純 Cr2O3或 Cr2O3－ZrO2耐火材料價格太貴，從原料來源和價格來看，使用鎂鉻、鋁鉻等含鉻的耐火材料適宜。利用電熔剛玉和氧化鉻為原料，經(jīng)高溫燒成，研制出了鉻剛玉燒嘴磚。該燒嘴磚與原磚相比，氣孔率低、耐壓強度高、抗鐵硅渣侵蝕性能優(yōu)良。