鋼罐殼襯以耐火內襯，是為了保護罐殼金屬結構免受鋼水和熔渣的高溫作用，并能保證鋼水在罐內停留所需要的時(shí)間鋼罐耐火內襯在受到高溫作用的同時(shí)，自然還要受到鋼水和熔渣的蝕損作用。為保證一定高溫鋼水在罐內停留所需時(shí)間，即保證罐內鋼水和熔渣具有適宜的冷卻速度，在順利按澆鋼制度完成澆鋼過(guò)程的同時(shí)，不至于凝結成很大的殘鋼罐底。

正由于鋼罐耐火內襯在使用中受到鋼水和熔渣的高溫、蝕損和沖蝕等有害作用，其使用壽命并不是理想的。罐襯的修理和更換所需要的時(shí)間，有時(shí)甚至超過(guò)其工作時(shí)間，導致耐火材料單耗的增高和生產(chǎn)管理的復雜化罐襯耐火材料單耗的增高，不僅增加了鋼成本，而且影響了鋼質(zhì)量。因為隨著(zhù)耐火內襯蝕損量的增多，鋼中非金屬夾雜也相應增多。加之精煉鋼罐的出現，各國的研究人員都重視鋼罐耐火內襯使用條件和選用合適耐火內襯的研究。

鋼罐內鋼水的高溫是加劇所有損毀的根源性因素。根據煉鋼鋼種、生產(chǎn)方法、爐外處理和澆鋼工藝等因素，鋼罐內鋼水溫度由1530-1550℃波動(dòng)到1680-1700℃，在某些特殊情況下可能更高，日本某冶金廠(chǎng)80t堿性耐火內襯鋼罐中鋼水的平均溫度為1655℃，最高達1740℃。前蘇聯(lián)某鋼廠(chǎng)兩個(gè)130t砌以方鎂石鉻質(zhì)不燒磚的真空鋼罐，在澆鑄低碳不銹鋼時(shí)罐內鋼水在真空下經(jīng)過(guò)三次深脫碳出鋼，溫度高達1720-1790℃。澆鑄無(wú)碳鉻鐵的20m3鋼罐，罐內溫度高達2200搗打法真空處理鋼罐內鋼水溫度比普通鋼罐內鋼水溫度高50-100℃真空吹氧脫碳并吹時(shí)，罐內鋼水溫度高達1650-1850℃。

鋼罐內鋼水的高溫往往又與鋼水在罐內停留時(shí)間相聯(lián)系鋼水在罐內停留時(shí)間越長(cháng)，越需要高溫，則長(cháng)時(shí)間高溫對罐襯的破壞作用越大。高溫鋼水在罐內的停留時(shí)間， 一般在30-150min(見(jiàn)表1) 。從表1可看出：(1) 同樣條件下(氧氣轉爐)模鑄鋼罐內鋼水溫度相對較低和鋼水在罐內停留時(shí)間較短；而連鑄鋼罐內鋼水停留時(shí)間幾乎延長(cháng)一倍，因而出鋼溫度也高。(2) 氧氣轉爐煉鋼、連鑄和真空處理時(shí)， 真空鋼罐內鋼水停留時(shí)間從80~90min延長(cháng)到100-150min， 出鋼溫度當然要提高50℃以上。(3) 采用真空吹氧脫碳并吹氬時(shí)， 鋼水在罐內停留時(shí)間長(cháng)達110-180min(其中僅真空處理需60min) ， 鋼水溫度自然需要很高。此外， 大容暈鋼罐的盛接出鋼和澆鋼時(shí)間都很長(cháng)， 盡管鋼水罐澆鋼出口增大，鋼水在罐內停留時(shí)間比中小容量鋼水罐更長(cháng)。

鋼罐內長(cháng)時(shí)間停留高溫鋼水，會(huì )導致罐襯襯磚的體積顯著(zhù)變化。鋼罐襯磚在高溫下發(fā)生的重燒收縮或重燒膨脹，罐襯砌縫厚度發(fā)生變化。這在很大程度上影響罐襯的使用安全性和使用壽命。重燒收縮很大的襯磚(例如黏土磚)是完全不適用于高溫鋼罐罐襯的，因為它在長(cháng)時(shí)間高溫使用中隨著(zhù)嚴重收縮，砌縫厚度增大，滲進(jìn)鋼水和熔渣，結成殘鋼甚至結瘤，在清除這些殘鋼和結瘤時(shí)經(jīng)常會(huì )破壞罐襯。重燒膨脹稍大的襯磚(例如鋁鎂尖晶石磚和高鋁磚)，保證襯磚在使用中砌縫厚度減小和相互緊靠，從而減輕了鋼水和熔渣的滲透但是磚的重燒膨脹過(guò)大(例如鎂磚或鎂碳磚)，在使用中便產(chǎn)生過(guò)大的膨脹應力，有時(shí)(當膨脹縫留設不足或留設不合理)甚至會(huì )脹壞罐襯砌磚，有些國家根據加熱中線(xiàn)尺寸變化的特性，將鋼水罐襯磚分為恒體積鋼罐襯磚(1400℃重燒收縮率為0.2%一0.3%)、微膨脹鋼罐襯磚(1450-1550℃時(shí)線(xiàn)膨脹率為0一1%)和膨脹鋼罐襯磚(1450-1550℃時(shí)線(xiàn)膨脹率達1%一2%)。不少?lài)覟橥怀鲣摴抟r磚的重燒膨脹，都在襯磚名稱(chēng)冠以恒體積多熟料黏土磚(1400℃的重燒線(xiàn)收縮率不超過(guò)0.2%)、微膨脹葉蠟石磚(1400℃的重燒膨脹率不超過(guò)1%) 、膨脹高鋁磚(1500℃重燒線(xiàn)收縮率不超過(guò)0.3%) 、膨脹鎂鉻磚(Mg Q 73.8%， Cr2O 315.0%， 1000℃線(xiàn)膨脹率小于1%) 、膨脹鎂白云石磚(MgO 84.7%， CaO 14.1%， 1000℃線(xiàn)膨脹率為1.25%) 、聚磷酸鈉結合方鎂石質(zhì)膨脹磚(MgO 76.4%， Cr2O 38.9%， 1720℃燒成后的線(xiàn)收縮率為0.2%) 和用于鋼罐精煉爐工作襯的微膨脹復合尖晶石磚(MgO 57.3%， Al 2037.7%， Cr2O 320.2%， Fe2O 312.7%， 1550C加熱4h的線(xiàn)膨脹率僅為0.1%) 。

鋼罐襯遭受高溫鋼水和隨同鋼水一起進(jìn)入的熔渣的化學(xué)侵蝕作用，即外來(lái)組分對耐火內襯組分的作用。鋼水罐襯遭受外來(lái)組分的侵蝕作用，主要來(lái)自熔渣：為防止普通鋼罐內鋼水的迅速冷卻和被空氣氧化，有意在熔池鋼水上面積存一定量的熔渣是必要的。在精煉鋼罐內要完成二次煉鋼，鋼水上面的熔渣是必然存在的關(guān)于熔渣對各種鋼罐內襯的侵蝕機理， 王誠訓等運用多元相圖作了詳盡的解釋?zhuān)?/span> 從中可體會(huì )到：(1) 無(wú)論被現代大容量精煉鋼罐淘汰的SiO 2-AI2O3系耐火內襯， 還是含尖晶石的耐火內襯， 甚至含碳的MgO-C磚和MgO-CaO-C磚， 都因熔渣反應而被侵蝕。(2) 熔渣經(jīng)受長(cháng)時(shí)間高溫作用，其黏度減小、活度增大、擴散速度加快，對罐襯的侵蝕加劇。(3)普通鋼罐和精煉鋼罐的渣線(xiàn)部位內襯，經(jīng)受高溫熔渣最居烈的侵蝕作用。(4)在真空脫氧和爐外精煉條件下，熔渣對罐襯的侵蝕加劇。

鋼罐周期性的操作，決定了罐襯不斷交替地受熱和冷卻熱的作用在每次澆鑄中都發(fā)生變化。鋼罐接受頭批高溫鋼水的最初階段，鋼水與罐襯的溫差可高達800一1350℃，此時(shí)罐襯(特別是罐底沖擊區)經(jīng)受相當大的沖擊熱。烘烤到400-500℃的罐襯，接觸并急速升溫1600℃左右的鋼水，罐襯將出現相當大的熱應力每罐鋼水澆完后，等待下一爐出鋼或更換滑板等，罐襯又要經(jīng)受冷卻。有時(shí)為加速罐襯的冷卻，往往采取通風(fēng)等強制冷卻，這些都會(huì )惡化罐襯的使用條件。由于電爐產(chǎn)量低，電爐鋼罐周轉慢和周期性操作明顯(鋼罐用用停停)，罐襯溫度波動(dòng)大由于轉爐產(chǎn)量大，轉爐鋼罐周轉快和周期性操作不太明顯(經(jīng)常紅罐操作)，罐襯溫度下降不多和波動(dòng)不大. 

高溫熔渣對罐襯化學(xué)作用的侵蝕是罐襯(特別是渣線(xiàn)部位)損毀的主要因素。而高溫鋼水對罐襯機械作用的沖蝕也是不可忽視的因素。首先，具有相當大靜壓力的鋼水不斷地向罐襯(特別是熔池)材料的氣孔、裂紋或砌縫滲透。其次，鋼罐底沖擊區和對著(zhù)爐子出鋼口的罐壁迎鋼面遭受出鋼鋼水的劇烈熱沖擊和機械沖擊。第三，澆鋼過(guò)程中罐內鋼水自上而下和不停地作垂直方向的流動(dòng)。甚至鎮靜狀態(tài)的鋼水，其實(shí)也在不停地流動(dòng)，接觸罐壁部分鋼水的冷卻比罐中央迅速，導致罐壁附近的鋼水向下沉降。為攪拌鋼水向罐內吹氬、電磁攪拌、電弧加熱和真空脫氣等更加劇了鋼水的流動(dòng)。鋼水在罐內的劇烈流動(dòng)，必然加劇罐襯的損毀。此外，在清理和拆除鋼水罐的殘渣、殘鋼和結瘤時(shí)，對罐襯不可避免地產(chǎn)生機械破壞。

遭受高溫、渣侵、鋼水沖蝕、熱沖擊和周期性操作等破壞因素作用后，鋼罐內襯的損毀是不均勻的。除滑動(dòng)水口系統外，按損毀程度罐襯可分為三部分：(1)渣線(xiàn)強蝕區。雖然位于鋼水罐上部，烘烤不充分和接觸鋼水的時(shí)間比其他部位短，但經(jīng)受流動(dòng)性和侵蝕性最強的高溫熔渣的破壞作用最大。渣線(xiàn)部位的使用條件最苛刻，因而損毀最嚴重。(2)罐底中(等程度)蝕區。鋼罐底襯承受金部鋼水和熔淹的靜壓力，經(jīng)受高溫作用比其他部位大和時(shí)間長(cháng)，經(jīng)受熱負荷最大。當接受頭批鋼水時(shí)常常受到劇烈熱沖擊作用。(3)罐壁低蝕區。罐壁內襯受熔渣侵蝕作用比渣線(xiàn)部位輕微得多，接觸高溫鋼水的時(shí)間(特別是罐壁上部)比罐底短得多。此外罐壁在整個(gè)澆鋼過(guò)程中都能經(jīng)罐殼散熱冷卻而減輕損毀。每個(gè)部位內的損毀程度也是不均勻的。LF精煉鋼罐渣線(xiàn)的底吹氬攪拌側MgO-C磚的損毀速度比渣線(xiàn)其余部位高得多當采

用輕燒白云石造渣時(shí)(熔渣中MgO濃度從3%增大到12%) ， 底吹攪拌側渣線(xiàn)的損毀速度降低60%。罐底襯的鋼水落點(diǎn)沖擊區的損毀，比罐底其余部位嚴重得多，不得不采取特殊的加長(cháng)罐底磚或耐沖擊砌塊。罐壁高度方向(上、中和下層)的使用條件也有區別。罐壁下層經(jīng)受高溫作用時(shí)間長(cháng)，遭受鋼水沖蝕作用較劇烈，使用條件較壞。國外某廠(chǎng)的研究表明，罐壁上層、中層和下層內襯的蝕損比例大致為1：1.6：2.95。當然各個(gè)鋼罐的尺寸、罐襯種類(lèi)、冶煉鋼種和操作條件等因素不同，這個(gè)蝕損比例會(huì )有所改變，但仍然遵循罐壁蝕損不均勻并沿著(zhù)上層、中層和下層方向損毀逐漸加劇的總規律。

考慮到鋼水罐耐火內襯的上述使用條件，用作罐襯的耐火材料的綜合性能應包括：抵抗高溫(高于1600℃)作用的性能，非常好的抗熔渣侵蝕和抗滲透性能，好的抗鋼水沖蝕性能、良好的抗熱震性能和使用溫度下良好的體積穩定性，以及不降低鋼的質(zhì)量。