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耐火材料熔渣侵蚀及防范办法

编辑:耐火砖厂家   分类:行业资讯  发布:2020-09-05   浏览:

熔渣抗侵蚀实验.jpg 

 

耐火材料向熔渣中溶解的过程
耐火材料在高温下抵抗熔渣侵蚀作用而不破坏的能力称为抗渣性。熔渣:冶金炉渣、燃料灰分、飞尘、各种材料(包括固态、液态材料,如烧结水泥块、煅烧石灰、铁屑、熔融金属、玻璃液等)和气态物质(煤气、一氧化碳、氟、硫、锌、碱蒸气)等。上述熔渣物质在高温下多形成液态物质直接与耐火材料接触,有些固体物质甚至气体,在高温下与耐火材料接触之后,终也会形成液相。
熔液侵蚀过程主要是耐火材料在熔渣中的溶解过程和熔渣向耐火材料内部的侵入(渗透)过程。耐火材料向熔渣中溶解的过程可分为:(1)单纯溶解耐火材料与熔渣不发生化学反应的物理溶解作用。(2)反应溶解耐火材料与熔渣在其界面处发生化学反应,使耐火材料的工作面部分转变为低熔物(反应产物)而溶于渣中,同时改变了熔渣和制品的化学组成。(3)侵入变质溶解高温溶液或熔渣通过气孔侵入耐火材料内部深处,或通过耐火材料的液相扩散和向耐火材料的固相中扩散,使制品的组织结构发生质变而溶解。从生产工艺角度出发,有效地提高耐火材料的抗渣性,应从下列两个主要途径着手:(1)保证和提高原料的纯度,改善制品的化学矿物组成。(2)选择适宜的生产方法,获得具有致密而均匀的组织结构的制品。耐火材料抗渣性的测定方法常用坩埚法、回转渣蚀法等。
耐火材料被熔渣侵蚀原理及应对措施
熔渣侵蚀是耐火材料在使用过程中常见韵一种损坏肜式。耐火材料在高温下抵抗熔渣侵蚀作用而不被破坏的能力称为抗渣性。所谓熔渣,包括高温下与耐火材料相接触的冶金炉渣、燃料灰分、飞尘、各种炉料及金属液、各种气态物质等。熔渣侵蚀过程主要是耐火材料在熔渣中的溶解过程和熔渣向耐火材料内部的侵入(渗透)过程。其中侵入速度快的是通过气孔侵入。因此提高耐火材料制品的致密度,降低制品气孔率是提高其抗渣性能的重要途径。耐火材料在熔渣中的溶解和熔渣向耐火材料内部的侵入都是以耐火材料与熔渣的接触为前提的,首先是熔渣对耐火材料表面的润湿作用。因此增大耐火材料与熔渣液相间的润湿角,使其不易被润湿则是提高其抗渣性能的重要手段。碳不易被熔渣润湿,近来迅速发展的多种含碳耐火材料即是利用这一特性来提高抗渣性能的。
有效防范熔渣向耐火材料内部渗透的办法
氧化物耐火材料在使用过程中,熔渣易于从加热面(工作面)渗透到其内部的深处,使工作面附近的气孔率显著降低而致密化,生成很厚的变质层。当温度剧烈变化时,在变质层与原砖层之间交界处会产生与工作面平行的龟裂而使砖剥落损毁(结构剥落)。对于间歇式操作设备而言,耐火材料的这种结构剥落往往成为其损坏的主要原因。
要减少耐火材料的结构剥落,其办法是减少炉渣渗入深度。其途径有:
1、提高耐火材料材质的抗炉渣渗透性;
2、降低耐火材料的气孔率;
3、炉渣与耐火材料形成焰点高的化合物挡墙,阻止渣的渗人;
4、增加炉渣的黏度。
提高耐火材料材质抗炉渣的渗透性,其关键是降低耐火材料中主晶相之间的界面能,使主晶相之间直接结合牢固,而砖中形成的低熔点物质以孤岛状存在。
为了抑制变质层的生成,对于碱性耐火材料而言,就是使原料高纯化,并使制品在超高温下烧成,获得坚固而致密的晶体结合组织的直接结合结构,以达到大幅度地提高它们的抗渗透性和耐腐蚀性,但却未彻底解决耐火材料的热剥落(剥片)损毁问题。因为直接结合结构使耐火砖本身失去靭性,存在易于产生裂纹的缺点。所以,用高纯度合成原料来求得均匀而致密的组织,不能满足抗热冲击性能的要求。相反,有意识地形成不均匀的组织却可以改善耐火材料的抗热冲击性能。
由比较可靠的测量得知,对于一个真正的一元系,其弹性的温度系数是一个负值,而二元系则为正值。采用极端手段(如电熔)获得的均一组织,虽然具有很高的抗渣性以及其他性能,但这势必牺牲两相(不连续)系的某些优点,如抗热震性(TWB)等。
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