耐火材料熔渣侵蝕及防范辦法

耐火材料向熔渣中溶解的過(guò)程

耐火材料在高溫下抵抗熔渣侵蝕作用而不破壞的能力稱為抗渣性。熔渣：冶金爐渣、燃料灰分、飛塵、各種材料（包括固態(tài)、液態(tài)材料，如燒結(jié)水泥塊、煅燒石灰、鐵屑、熔融金屬、玻璃液等）和氣態(tài)物質(zhì)（煤氣、一氧化碳、氟、硫、鋅、堿蒸氣）等。上述熔渣物質(zhì)在高溫下多形成液態(tài)物質(zhì)直接與耐火材料接觸，有些固體物質(zhì)甚至氣體，在高溫下與耐火材料接觸之后，終也會(huì)形成液相。

熔液侵蝕過(guò)程主要是耐火材料在熔渣中的溶解過(guò)程和熔渣向耐火材料內(nèi)部的侵入(滲透)過(guò)程。耐火材料向熔渣中溶解的過(guò)程可分為：(1)單純?nèi)芙饽突鸩牧吓c熔渣不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物理溶解作用。(2)反應(yīng)溶解耐火材料與熔渣在其界面處發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使耐火材料的工作面部分轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿畚?反應(yīng)產(chǎn)物)而溶于渣中，同時(shí)改變了熔渣和制品的化學(xué)組成。(3)侵入變質(zhì)溶解高溫溶液或熔渣通過(guò)氣孔侵入耐火材料內(nèi)部深處，或通過(guò)耐火材料的液相擴(kuò)散和向耐火材料的固相中擴(kuò)散，使制品的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生質(zhì)變而溶解。從生產(chǎn)工藝角度出發(fā)，有效地提高耐火材料的抗渣性，應(yīng)從下列兩個(gè)主要途徑著手：(1)保證和提高原料的純度，改善制品的化學(xué)礦物組成。(2)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。耐火材料抗渣性的測(cè)定方法常用坩堝法、回轉(zhuǎn)渣蝕法等。

耐火材料被熔渣侵蝕原理及應(yīng)對(duì)措施

熔渣侵蝕是耐火材料在使用過(guò)程中常見(jiàn)韻一種損壞肜式。耐火材料在高溫下抵抗熔渣侵蝕作用而不被破壞的能力稱為抗渣性。所謂熔渣，包括高溫下與耐火材料相接觸的冶金爐渣、燃料灰分、飛塵、各種爐料及金屬液、各種氣態(tài)物質(zhì)等。熔渣侵蝕過(guò)程主要是耐火材料在熔渣中的溶解過(guò)程和熔渣向耐火材料內(nèi)部的侵入（滲透）過(guò)程。其中侵入速度快的是通過(guò)氣孔侵入。因此提高耐火材料制品的致密度，降低制品氣孔率是提高其抗渣性能的重要途徑。耐火材料在熔渣中的溶解和熔渣向耐火材料內(nèi)部的侵入都是以耐火材料與熔渣的接觸為前提的，首先是熔渣對(duì)耐火材料表面的潤(rùn)濕作用。因此增大耐火材料與熔渣液相間的潤(rùn)濕角，使其不易被潤(rùn)濕則是提高其抗渣性能的重要手段。碳不易被熔渣潤(rùn)濕，近來(lái)迅速發(fā)展的多種含碳耐火材料即是利用這一特性來(lái)提高抗渣性能的。

有效防范熔渣向耐火材料內(nèi)部滲透的辦法

氧化物耐火材料在使用過(guò)程中，熔渣易于從加熱面(工作面)滲透到其內(nèi)部的深處，使工作面附近的氣孔率顯著降低而致密化，生成很厚的變質(zhì)層。當(dāng)溫度劇烈變化時(shí)，在變質(zhì)層與原磚層之間交界處會(huì)產(chǎn)生與工作面平行的龜裂而使磚剝落損毀(結(jié)構(gòu)剝落)。對(duì)于間歇式操作設(shè)備而言，耐火材料的這種結(jié)構(gòu)剝落往往成為其損壞的主要原因。

要減少耐火材料的結(jié)構(gòu)剝落，其辦法是減少爐渣滲入深度。其途徑有：

1、提高耐火材料材質(zhì)的抗?fàn)t渣滲透性;

2、降低耐火材料的氣孔率;

3、爐渣與耐火材料形成焰點(diǎn)高的化合物擋墻，阻止渣的滲人;

4、增加爐渣的黏度。

提高耐火材料材質(zhì)抗?fàn)t渣的滲透性，其關(guān)鍵是降低耐火材料中主晶相之間的界面能，使主晶相之間直接結(jié)合牢固，而磚中形成的低熔點(diǎn)物質(zhì)以孤島狀存在。

為了抑制變質(zhì)層的生成，對(duì)于堿性耐火材料而言，就是使原料高純化，并使制品在溫下燒成，獲得堅(jiān)固而致密的晶體結(jié)合組織的直接結(jié)合結(jié)構(gòu)，以達(dá)到大幅度地提高它們的抗?jié)B透性和耐腐蝕性，但卻未解決耐火材料的熱剝落(剝片)損毀問(wèn)題。因?yàn)橹苯咏Y(jié)合結(jié)構(gòu)使耐火磚本身失去靭性，存在易于產(chǎn)生裂紋的缺點(diǎn)。所以，用高純度合成原料來(lái)求得均勻而致密的組織，不能滿足抗熱沖擊性能的要求。相反，有意識(shí)地形成不均勻的組織卻可以改善耐火材料的抗熱沖擊性能。

由比較可靠的測(cè)量得知，對(duì)于一個(gè)真正的一元系，其彈性的溫度系數(shù)是一個(gè)負(fù)值，而二元系則為正值。采用端手段(如電熔)獲得的均一組織，雖然具有很高的抗渣性以及其他性能，但這勢(shì)犧牲兩相(不連續(xù))系的某些點(diǎn)，如抗熱震性(TWB)等。

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