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耐火砖抗侵蚀性,耐磨性 ,抗渣侵蚀机理是什么

文章出处:正耐实业澳门永利娱城app下载 /?发表时间:2019-06-29


耐火砖的抗侵蚀性主要与材质的原料有关,根据材质不同分为酸性耐火砖、中性耐火砖和碱性耐火砖,分别对酸性熔渣、酸碱熔渣和碱性熔渣的抵抗力强。那么耐火砖的抗侵蚀性与哪些因素有关呢?
 
首先要明白什么是抗侵蚀性。抗侵蚀性是指耐火砖在高温下抵抗各种侵蚀介质侵蚀和冲蚀作用的能力。这些侵蚀介质包括各种炉渣(高炉、电炉、转炉、精炼炉、有色金属冶炼炉煅烧炉、反应炉)燃料、灰分、飞尘铁屑、石灰、水泥熟料、氧化铝熟料、垃圾液态熔融金属、玻璃熔液、酸碱、电解质液、各种气态物质(煤气、CO硫、锌及碱蒸气)等。
 
其次抗侵蚀性的重要性。抗侵蚀性是衡量耐火砖抗化学侵蚀和机械磨损的一项非常重要的指标,对于制定正确的生产工艺,合理选用耐火材料具有重要的意义。
 
影响抗侵蚀性的因素都有哪些:影响耐火砖抗侵蚀性的因素有内在的和外在的。内在因素主要包括:耐火材料的化学、矿物组成。耐火砖的组织结构与其他性能等;外在的有:侵蚀介质的性质、使用条件(温度、压力等)以及侵蚀介质与耐火砖在使用条件下的相互作用。
 
(1)耐火砖的化学、矿物组成。不同化学组成的材料其抗侵蚀性不同,酸性耐火砖对酸性侵蚀介质有较好的抗侵蚀性,而碱性耐火砖抵抗酸性侵蚀介质侵蚀的能力就很弱。耐火砖是多相聚集体,由主晶相和基质组成。主晶相的耐火度高、晶粒大、晶界少,抗侵蚀性相对好一些;若基质中杂质含量高,则易于形成液相,若形成的液相黏度低,对材料的抗侵蚀性不利。
 
(2)耐火砖的组织结构。主要指耐火砖中各物相的分布与结合情况以及气孔的数量、大小、形状及分布状况。
 
(3)耐火砖的其他性能。耐火砖的体积密度、显气孔率、抗热震性、抗氧化性、高温积稳定性等对其抗侵蚀性影响很大。体积密度高、气孔率低的致密材料相对疏松的材料有较好的抗侵蚀性;抗热震性差的材料受到热冲击(旋转的时候,会出现裂纹或开裂剥落,从而使侵蚀介质进入砖体内部,导致其抗侵蚀性降低;抗氧化性差的含碳耐火材料,表面氧化后形成脱碳层,结构疏松易脱落,使抗侵蚀性降低;高温体积稳是:用定性差的材料,一般也会使其抗侵蚀性变差。
 
(4)侵蚀介质的影响。主要指侵蚀介质的定的化学组成、酸碱性、黏度、介质的温度、流动速度(静态还是动态),压力和气氛(对气态侵蚀介渣性质,氧化性还原性等)等。
 
(5)耐火砖与侵蚀介质的相互作用。耐火砖与侵蚀介质发生反应形成高熔点或高黏度物相,有利于降低对材料的侵蚀。
 
(6)使用条件的影响。主要包括温度高低及波动情况压力、气氛、接触时间及面积等。温度高,波动大,压力大或真空,气氛侵蚀性强,渣接触时间长、面积大,对材料的侵蚀就越严重。
 
提高耐火砖抗侵蚀性可采取如下措施:
 
(1)提高原料的纯度,改善制品的化学矿物组成,尽量减少低熔物及杂质的含量;
 
(2)注意耐火材料的选材,尽量选用与侵蚀蚀介质的化学组成相近的耐火材料;另外,耐火材料在使用中,还应该注意到所用材料之间化法学特性应相近,防止或减轻在高温条件下所用材料之间的界面损毁反应。
 
(3)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。
 
根据各类耐火材料的耐磨性强弱,大体上可分为三类:碳化硅质耐火材料的耐磨性最强,高铝质耐火材料和刚玉质耐火材料的耐磨性居中,碱性耐火材料、硅质、粘土质耐火材料的耐磨性最差。
 
高铝质耐火材料由于氧化铝含量差异较大,其磨损量分布范围较宽。
 
矿物的硬度越高,其耐磨性越强,也可以这样说,碳化硅质耐火材料磨损量最小。因此,一些关键侵蚀的部位,都选用耐磨耐火材料。
 
而氮化硅结合碳化硅材料的结合相氮化硅的硬度高、强度大,耐粘土结合碳化硅材料的结合相莫来石和玻璃相的硬度较小,因此,氮化硅结合碳化硅材料比粘土结合碳化硅材料有更好的耐磨性。
 
用相同高铝矾土孰料制备的高铝浇注料的耐磨性优于高铝砖,两者的磨损量相差约60%-90%,同样,粘土浇注料的耐磨性会优于粘土砖的。
 
浇注料采用微粉技术和低水泥浇注料的致密度通常大于对应的耐火砖,因为浇注料采用更大粒度的骨料,且浇注料的骨料比例更大,而骨料通常较基质更致密更耐磨。
 
耐火浇注料烘干后的物相组成和组织结构与经过烧烤,高温使用后的是不一样的,这也是不定形浇注料的特点。在试验室中,高铝耐火浇注料在热处理后,较高温度后的高铝浇注料耐磨性较差。
 
而现在一些浇注料为了起到耐磨性,一般都是碳化硅来提高浇注料的耐磨性能。而好多浇注料生产厂家,更是把加黑碳化硅改成绿碳化硅,因为黑碳化硅200目,而绿碳化硅320目,尤其是结合微粉技术后的绿碳化硅,使浇注料流动性好,耐磨性更强。
 
抗渣性是耐火砖的一项重要指标,它是指耐火砖在高温下抵抗熔渣侵蚀而不破坏的能力。通常抗渣性越高,抗熔渣渗透性越强,使用寿命越长。熔渣侵蚀过程主要是耐火材料内部的侵入(渗透)过程。根据耐火砖不同的化学结构主要分为以下三个方面:
 
(1)单纯溶解耐火砖与熔渣不发生化学反应的物理溶解作用。
 
(2)反应溶解耐火砖与熔渣在其界面处发生化学反应,使耐火砖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)侵入变质溶解作用,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砖内部产生固相中扩散,使制品的组织结构发生质变而溶解。
 
耐火砖根据酸碱性质不同主要分为酸性、中性和碱性耐火砖,其中酸性耐火砖主要是以sio2为主要成分;中性耐火砖主要是指以AL2O3和sio2为主要成分的硅酸铝质耐火砖;碱性耐火砖主要是MGO为主要成分。不同成分耐火砖抗渣侵蚀机理如下:
 
高炉炉底炭砖向铁水中的溶解即属于单纯溶解作用。
 
硅酸铝质耐火材料中的粘土砖在熔渣中的溶解过程主要是发生在界面处的反应溶解过程。由于粘土砖在高温下的液相黏度仍很大,熔渣氧化物不易渗入液相中并在其中扩散,加上玻璃相和均匀分布在玻璃中的莫来石细晶粒的化学性质差别不大,从而使它们溶解速度的差别不显著,使溶解过程主要发生在接触界面上。
 
碱性耐火砖的熔渣侵蚀过程是典型的侵入变质溶解过程,如普通镁质制品中处于软化状态的、化学稳定性小的镁质基质与熔渣相互作用后,使其中的氧化物富集起来,高温下随着液相的组成黏度和数量的变化,可使液相通过气孔向耐火材料内部的较冷部分移动,从而改变了耐火砖的化学矿物组成和组织结构,并在制品表面附近形成化学矿物组成和组织结构不同的变质层段带,从而加速制品的损坏。
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