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影響耐火磚抗侵蝕性的因素及提高抗侵蝕性方法

2023.08.13
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抗侵蝕性是指耐火磚在高溫下抵抗各種侵蝕介質(zhì)侵蝕和沖蝕作用的能力。這些侵蝕介質(zhì)包括各種爐渣(高爐、電爐、轉(zhuǎn)爐、精煉爐、有色金屬冶煉爐、煅燒爐、反應(yīng)爐)、燃料、灰分、飛塵、鐵屑、石灰、水泥熟料、氧化鋁熟料、垃圾、液態(tài)熔融金屬、玻璃熔液、酸堿、電解質(zhì)液、各種氣態(tài)物質(zhì)(煤氣、CO、硫、鋅及堿蒸氣)等。

  抗侵蝕性是衡量耐火磚抗化學(xué)侵蝕和機械磨損的一項非常重要的指標,對于制定正確的生產(chǎn)工藝,合理選用耐火磚具有重要的意義。

  影響耐火磚抗侵蝕性的因素有內(nèi)在的和外在的。內(nèi)在因素主要包括:耐火磚的化學(xué)、礦物組成,耐火磚的組織結(jié)構(gòu)與其他性能等;外在的有:侵蝕介質(zhì)的性質(zhì)、使用條件(溫度、壓力等)以及侵蝕介質(zhì)與耐火磚在使用條件下的相互作用。

  (1)耐火磚的化學(xué)、礦物組成。不同化學(xué)組成的材料其抗侵蝕性不同,酸性耐火磚對酸性侵蝕介質(zhì)有較好的抗侵蝕性,而堿性耐火磚抵抗酸性侵蝕介質(zhì)侵蝕的能力就很弱。

  耐火磚是多相聚集體,由主晶相和基質(zhì)組成。主晶相的耐火度高、晶粒大、晶界少,抗侵蝕性相對好一些;若基質(zhì)中雜質(zhì)含量高,則易于形成液相,若形成的液相黏度低,對材料的抗侵蝕性不利。

  (2)耐火磚的組織結(jié)構(gòu)。主要指耐火磚中各物相的分布與結(jié)合情況以及氣孔的數(shù)量、大小、形狀及分布狀況等。

  (3)耐火磚的其他性能。耐火磚的體積密度、顯氣孔率、抗熱震性、抗氧化性、高溫體積穩(wěn)定性等對其抗侵蝕性影響很大。體積密度高、氣孔率低的致密材料相對疏松的材料有較好的抗侵蝕性;抗熱震性差的材料受到熱沖擊的時候,會出現(xiàn)裂紋或開裂剝落,從而使侵蝕介質(zhì)進入材料內(nèi)部,導(dǎo)致其抗侵蝕性降低;抗氧化性差的含碳耐火磚,表面氧化后形成脫碳層,結(jié)構(gòu)疏松易脫落,使抗侵蝕性降低;高溫體積穩(wěn)定性差的材料,一般也會使其抗侵蝕性變差。

  (4)侵蝕介質(zhì)的影響。主要指侵蝕介質(zhì)的化學(xué)組成、酸堿性、黏度,介質(zhì)的溫度、流動速度(靜態(tài)還是動態(tài)),壓力和氣氛(對氣態(tài)侵蝕介質(zhì),氧化性、還原性等)等。

  (5)耐火磚與侵蝕介質(zhì)的相互作用。耐火磚與侵蝕介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)形成高熔點或高黏度物相,有利于降低對材料的侵蝕。

  (6)使用條件的影響。主要包括溫度高低及波動情況、壓力、氣氛、接觸時間及面積等。溫度高,波動大,壓力大或真空,氣氛侵蝕性強,接觸時間長、面積大,對材料的侵蝕就越嚴重。

  基于以上分析,改進耐火磚的抗侵蝕性可采取如下措施:

  (1)提高原料的純度,改善制品的化學(xué)礦物組成,盡量減少低熔物及雜質(zhì)的含量;

  (2)注意耐火磚的選材,盡量選用與侵蝕介質(zhì)的化學(xué)組成相近的耐火磚;另外,耐火磚在使用中,還應(yīng)該注意到所用材料之間化學(xué)特性應(yīng)相近,防止或*在高溫條件下所用材料之間的界面損毀反應(yīng)。

  (3)選擇適宜的生產(chǎn)方法,獲得具有致密而均勻的組織結(jié)構(gòu)的制品。

  由于侵蝕介質(zhì)的多樣性和復(fù)雜性,因此研究耐火磚抗侵蝕性的試驗方法也應(yīng)該不同。河南耐火材料廠推薦抗渣性、抗酸、抗堿、抗玻璃熔液侵蝕、抗CO侵蝕性等試驗方法。


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