透气砖在使用过程中由于会受到大的温差产生热应力以及钢水的冲刷，导致透气砖产生裂纹和剥落。现场使用过程中经常有狭缝式刚玉-尖晶石质透气砖与钢水接触的受热面产生横向裂纹，导致透气砖从横向裂纹处产生剥落，严重缩短了透气砖的使用寿命。随着钢包的大型化和冶炼温度的提高以及冶炼时间的延长，其使用环境越来越恶劣，要求材料具有更好的性能和更长的寿命。

由于透气砖在钢包中的特殊位置及服役环境，其吹气成功率和寿命已成为限制钢包寿命提高的关键因素。透气砖高吹通率、免吹氧清扫以及与钢包内衬或包底材料使用寿命同步是透气砖用户、生产企业和研究者共同追求的目标。

文章通过分析透气砖的损毁原因，期望为透气砖生产企业和研究者提供一定的依据，从而提高透气砖用耐火材料的性能。

透气砖是钢包包底吹氩工艺的关键材料。钢包用透气砖在使用过程中的间歇式操作过程为：接钢→吹气精炼→浇钢→倒渣→氧气清洗，透气砖在使用中重复以上过程，直至寿命终结。

基于透气砖的工作环境，其工作过程中会受到以下几方面的影响，而产生损毁。

2.1热应力的作用

使用前钢包烘烤至1100℃左右，转炉出钢温度高达1640~1700℃,浇钢后钢包内温度又下降到800℃左右。透气砖工作面的耐火材料，尤其是出气口四周的耐火材料，与高温钢水直接接触，受到高温钢水及不断流出的冷气流影响，产生巨大的温度梯度，使透气砖受到急冷急热作用而产生较大的热应力，多次使用后导致透气砖剥落。

2.2机械磨损作用

透气砖喷吹氩气的过程中，高速气流和流动的钢水相互作用形成卷流，对透气砖高于座砖的突出部位冲产生击力，造成冲刷和剪切应力。另外，出钢过程中钢水强力的冲刷钢罐底部，也会造成强大的磨损，加快透气砖的损毁。

2.3化学侵蚀作用

透气砖在整个服役过程中，其工作面与钢水、熔渣长时间接触，会与钢水或渣中氧化物发生反应，生成的FeO·Al₂O₃、2(MnO)·SiO₂·Al₂O₃、12CaO·7Al₂O₃等低熔物被气流冲刷而造成透气砖被侵蚀。钢液和渣液的渗透、侵蚀作用是导致透气砖损毁的重要原因之一。

2.4机械应力作用

由于与高温钢水直接接触透，透气砖工作面温度高，非工作面温度相对较低。在钢包接钢→精炼→浇铸→热修→接钢的循环过程中，钢包的温度一直在变化，所以，透气砖工作面和非工作面存在温度梯度，温度梯度的存在以及材料变质层与原质层的膨胀系数不同，每一层体积变化不同，从而对透气砖产生剪切力，使透气砖产生横向裂纹，导致横向断裂现象出现，造成透气砖损毁。

2.5吹氧清洗作用

透气砖在接钢→吹气精炼→浇钢→倒渣→氧气清洗循环使用过程中，钢液或渣液会渗透到其狭缝中或热应力造成的裂纹中，造成透气砖狭缝堵塞，所以浇钢结束倾倒完钢渣后，需要对透气砖进行烧氧清洗。由于高温火焰直接喷烧透气砖表面，钢渣会与透气砖材料反应生成低熔点相，造成透气砖熔融形成凹陷。透气砖使用过程中狭缝夹钢、吹不开也是透气砖频繁更换的主要原因。

抗热震性差是鞍钢钢包透气砖在使用中出现狭缝夹钢、剥落等问题的主要原因。利用ANSYS软件分析表明温度梯度和热应力是造成透气砖工作面层状剥落的原因，从而导致透气砖的损毁。

材料的抗热震性是影响钢液和渣液侵蚀和渗透的一个重要原因。热震产生的裂纹，提供了钢液或渣液渗透的通道，钢液或渣液与透气砖材料反应，在周期性使用过程中会导致结构剥落。

总的来说，钢包在循环使用过程中承受巨大温差产生的热应力对透气砖造成了热震冲击作用，精炼过程透气砖承受高速气流和钢液造成的冲刷和热震破坏作用是导致钢包透气砖损毁的主要原因。随着钢包的大型化和冶炼温度的提高以及冶炼时间的延长，其使用环境越来越恶劣，要求材料具有更好的使用性能和更长的寿命。材料的抗热震性是影响其寿命的一个重要因素，热震产生的裂纹为钢液和熔渣的渗透和侵蚀提供了通道，裂纹中残留的钢液或渣液会加速材料在周期性使用过程中的结构剥落和损毁，降低了其使用寿命。热应力使透气砖产生横向裂纹，导致横向断裂也是透气砖损毁的主要原因。由于透气砖在钢包中的特殊位置及服役环境，其吹气成功率和寿命已成为限制钢包寿命提高的关键因素。

所以，提高材料的抗热震性对透气砖的寿命有促进作用，非常值得深入系统的研究。