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    耐火磚抗侵蝕性,耐磨性 ,抗渣侵蝕機理是什么

    文章出處:正耐實業耐火磚廠家 /?發表時間:2019-06-29


    耐火磚的抗侵蝕性主要與材質的原料有關,根據材質不同分為酸性耐火磚、中性耐火磚和堿性耐火磚,分別對酸性熔渣、酸堿熔渣和堿性熔渣的抵抗力強。那么耐火磚的抗侵蝕性與哪些因素有關呢?
     
    首先要明白什么是抗侵蝕性??骨治g性是指耐火磚在高溫下抵抗各種侵蝕介質侵蝕和沖蝕作用的能力。這些侵蝕介質包括各種爐渣(高爐、電爐、轉爐、精煉爐、有色金屬冶煉爐煅燒爐、反應爐)燃料、灰分、飛塵鐵屑、石灰、水泥熟料、氧化鋁熟料、垃圾液態熔融金屬、玻璃熔液、酸堿、電解質液、各種氣態物質(煤氣、CO硫、鋅及堿蒸氣)等。
     
    其次抗侵蝕性的重要性??骨治g性是衡量耐火磚抗化學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工藝,合理選用耐火材料具有重要的意義。
     
    影響抗侵蝕性的因素都有哪些:影響耐火磚抗侵蝕性的因素有內在的和外在的。內在因素主要包括:耐火材料的化學、礦物組成。耐火磚的組織結構與其他性能等;外在的有:侵蝕介質的性質、使用條件(溫度、壓力等)以及侵蝕介質與耐火磚在使用條件下的相互作用。
     
    (1)耐火磚的化學、礦物組成。不同化學組成的材料其抗侵蝕性不同,酸性耐火磚對酸性侵蝕介質有較好的抗侵蝕性,而堿性耐火磚抵抗酸性侵蝕介質侵蝕的能力就很弱。耐火磚是多相聚集體,由主晶相和基質組成。主晶相的耐火度高、晶粒大、晶界少,抗侵蝕性相對好一些;若基質中雜質含量高,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)耐火磚的組織結構。主要指耐火磚中各物相的分布與結合情況以及氣孔的數量、大小、形狀及分布狀況。
     
    (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、高溫積穩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(旋轉的時候,會出現裂紋或開裂剝落,從而使侵蝕介質進入磚體內部,導致其抗侵蝕性降低;抗氧化性差的含碳耐火材料,表面氧化后形成脫碳層,結構疏松易脫落,使抗侵蝕性降低;高溫體積穩是:用定性差的材料,一般也會使其抗侵蝕性變差。
     
    (4)侵蝕介質的影響。主要指侵蝕介質的定的化學組成、酸堿性、黏度、介質的溫度、流動速度(靜態還是動態),壓力和氣氛(對氣態侵蝕介渣性質,氧化性還原性等)等。
     
    (5)耐火磚與侵蝕介質的相互作用。耐火磚與侵蝕介質發生反應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,渣接觸時間長、面積大,對材料的侵蝕就越嚴重。
     
    提高耐火磚抗侵蝕性可采取如下措施:
     
    (1)提高原料的純度,改善制品的化學礦物組成,盡量減少低熔物及雜質的含量;
     
    (2)注意耐火材料的選材,盡量選用與侵蝕蝕介質的化學組成相近的耐火材料;另外,耐火材料在使用中,還應該注意到所用材料之間化法學特性應相近,防止或減輕在高溫條件下所用材料之間的界面損毀反應。
     
    (3)選擇適宜的生產方法,獲得具有致密而均勻的組織結構的制品。
     
    根據各類耐火材料的耐磨性強弱,大體上可分為三類:碳化硅質耐火材料的耐磨性最強,高鋁質耐火材料和剛玉質耐火材料的耐磨性居中,堿性耐火材料、硅質、粘土質耐火材料的耐磨性最差。
     
    高鋁質耐火材料由于氧化鋁含量差異較大,其磨損量分布范圍較寬。
     
    礦物的硬度越高,其耐磨性越強,也可以這樣說,碳化硅質耐火材料磨損量最小。因此,一些關鍵侵蝕的部位,都選用耐磨耐火材料。
     
    而氮化硅結合碳化硅材料的結合相氮化硅的硬度高、強度大,耐粘土結合碳化硅材料的結合相莫來石和玻璃相的硬度較小,因此,氮化硅結合碳化硅材料比粘土結合碳化硅材料有更好的耐磨性。
     
    用相同高鋁礬土孰料制備的高鋁澆注料的耐磨性優于高鋁磚,兩者的磨損量相差約60%-90%,同樣,粘土澆注料的耐磨性會優于粘土磚的。
     
    澆注料采用微粉技術和低水泥澆注料的致密度通常大于對應的耐火磚,因為澆注料采用更大粒度的骨料,且澆注料的骨料比例更大,而骨料通常較基質更致密更耐磨。
     
    耐火澆注料烘干后的物相組成和組織結構與經過燒烤,高溫使用后的是不一樣的,這也是不定形澆注料的特點。在試驗室中,高鋁耐火澆注料在熱處理后,較高溫度后的高鋁澆注料耐磨性較差。
     
    而現在一些澆注料為了起到耐磨性,一般都是碳化硅來提高澆注料的耐磨性能。而好多澆注料生產廠家,更是把加黑碳化硅改成綠碳化硅,因為黑碳化硅200目,而綠碳化硅320目,尤其是結合微粉技術后的綠碳化硅,使澆注料流動性好,耐磨性更強。
     
    抗渣性是耐火磚的一項重要指標,它是指耐火磚在高溫下抵抗熔渣侵蝕而不破壞的能力。通??乖栽礁?,抗熔渣滲透性越強,使用壽命越長。熔渣侵蝕過程主要是耐火材料內部的侵入(滲透)過程。根據耐火磚不同的化學結構主要分為以下三個方面:
     
    (1)單純溶解耐火磚與熔渣不發生化學反應的物理溶解作用。
     
    (2)反應溶解耐火磚與熔渣在其界面處發生化學反應,使耐火磚的工作面部分轉變為低熔物(反應產物)而溶于渣中,同時改變了熔渣和制品的化學組成。
     
    (3)侵入變質溶解作用,高溫溶液或熔渣通過氣孔侵入耐火材料內部深處,或通過耐火材料的液相擴散和向耐火磚內部產生固相中擴散,使制品的組織結構發生質變而溶解。
     
    耐火磚根據酸堿性質不同主要分為酸性、中性和堿性耐火磚,其中酸性耐火磚主要是以sio2為主要成分;中性耐火磚主要是指以AL2O3和sio2為主要成分的硅酸鋁質耐火磚;堿性耐火磚主要是MGO為主要成分。不同成分耐火磚抗渣侵蝕機理如下:
     
    高爐爐底炭磚向鐵水中的溶解即屬于單純溶解作用。
     
    硅酸鋁質耐火材料中的粘土磚在熔渣中的溶解過程主要是發生在界面處的反應溶解過程。由于粘土磚在高溫下的液相黏度仍很大,熔渣氧化物不易滲入液相中并在其中擴散,加上玻璃相和均勻分布在玻璃中的莫來石細晶粒的化學性質差別不大,從而使它們溶解速度的差別不顯著,使溶解過程主要發生在接觸界面上。
     
    堿性耐火磚的熔渣侵蝕過程是典型的侵入變質溶解過程,如普通鎂質制品中處于軟化狀態的、化學穩定性小的鎂質基質與熔渣相互作用后,使其中的氧化物富集起來,高溫下隨著液相的組成黏度和數量的變化,可使液相通過氣孔向耐火材料內部的較冷部分移動,從而改變了耐火磚的化學礦物組成和組織結構,并在制品表面附近形成化學礦物組成和組織結構不同的變質層段帶,從而加速制品的損壞。
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