抗侵蝕澆注料的研發(fā)及使用在很大程度上促進(jìn)了工業(yè)窯爐的長效使用，抗侵蝕澆注料的生產(chǎn)也是在基于鋼鐵、水泥、化工等行業(yè)在使用中凸顯出的問題總結(jié)而出的一種能夠抵抗不同化學(xué)及物理侵蝕的耐火材料，分為可抵抗酸性侵蝕、堿性侵蝕、熱熔侵蝕、液態(tài)侵蝕等形態(tài)，以下分享AL2O3-SiO2系低水泥澆注料在CaO堿性侵蝕下的損毀及防治措施。


AL2O3-SiO2系低水泥澆注料主要成分為AL2O3≥65% ，SiO2≥25%，CaO≤2.5%，體積密度2.5g/cm，使用在回轉(zhuǎn)石灰窯中的燃燒器位置，一般的使用壽命要在6個(gè)月左右，然而這次使用壽命卻在3個(gè)月就發(fā)生了損壞，損壞的部位在燃燒器頭部，損壞的方式主要有掉塊 、剝落和磨損。公司技術(shù)人員從使用了3個(gè)月的燃燒器頭部下方取8～10mmm厚的澆注料作為試樣，對外表面進(jìn)行觀察。從外到內(nèi)，根據(jù)顏色將澆注料分為3層 ，分別做結(jié)構(gòu)觀察 ，同時(shí)利用化學(xué)成分進(jìn)行定性和定量分析。


觀察試樣外表面，可以看到有熔蝕現(xiàn)象，外層澆注料已經(jīng)完全變質(zhì)，基本上是鹽的結(jié)晶堆積說明使用過程中在澆注料的外表面產(chǎn)生了液相從外到內(nèi)，材料的結(jié)構(gòu)逐漸致密，結(jié)晶物質(zhì)逐漸減少，其中外層的結(jié)構(gòu)比較疏松，基質(zhì)部分已碎裂，而中層的基質(zhì)內(nèi)也可以觀察到裂紋。

通過化學(xué)分析也可以發(fā)現(xiàn)，澆注料表面含有大量的K鹽和Na鹽，而Al和Si的成分很少，說明該處已經(jīng)被原料中的堿性物質(zhì)嚴(yán)重蝕損。我們認(rèn)為，原料中的堿性物質(zhì)在高溫煅燒過程中，揮發(fā)出大量的K和Na的氣相物質(zhì)，與燃燒器澆注料相遇后，在其表面凝聚沉積，與澆注料的基質(zhì)在高溫下反應(yīng)生成新的含K和Na的化合物，這些化合物降低澆注料的熔點(diǎn)，產(chǎn)生液相，從而發(fā)生熔蝕現(xiàn)像；也由于降低了澆注料的表面強(qiáng)度而加速其磨損 。此外，該處還含有比較多的C，這與該點(diǎn)處于外端，表面聚集大量的燃料中C的情況是相符的。該點(diǎn) 的 S和 Ca的含量較低，說明它們的化合物對澆注料損壞的作用不大。


中層和內(nèi)層澆注料的化學(xué)分析結(jié)果對比外層、中層和內(nèi)層的化學(xué)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由外到內(nèi)，Na的減少很明顯，而K在內(nèi)層仍有相當(dāng)數(shù)量存在 ，這與石灰石中K的含量高的情況相符也有可能是K的滲透能力強(qiáng)于Na。因此，我們認(rèn)為，對澆注料內(nèi)部基質(zhì)進(jìn)行化學(xué)侵蝕并產(chǎn)破壞作用的主要是K，而這種破壞作用應(yīng)該來自于兩個(gè)方面，一方面是K鹽滲透進(jìn)人澆注料基 質(zhì)后，在溫度降低的過程中逐漸冷卻沉積，由于它的體積密度較低沉積后會(huì)產(chǎn)生體積膨脹，從而導(dǎo)致澆注料基質(zhì)損傷。并且由于它的力學(xué)性質(zhì)與原基質(zhì)截然不同，在溫度波動(dòng)時(shí)，在熱應(yīng)力的作用下，自身可能會(huì)發(fā)生斷裂或由于體積變化而導(dǎo)致澆注料基質(zhì)損傷。另一方面，滲 透進(jìn)入的K也會(huì)與基質(zhì)反應(yīng)生成新的化合物，改變了基質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu) ，也會(huì)導(dǎo)至澆注料 的損傷，這兩方面的作用是導(dǎo)致澆注料產(chǎn)生剝落的主要原因。


解決措施


（1）在澆注料基質(zhì)內(nèi)引入抗侵蝕物質(zhì)，如SiC等，利用其耐化學(xué)侵蝕性能提高材料的抗侵蝕能力。


（2）在澆注料內(nèi)引入適當(dāng)基質(zhì)，使?jié)沧⒘显谑褂眠^程中能夠在表面產(chǎn)生較薄的保護(hù)膜，貨是在使用時(shí)能夠產(chǎn)生一定量的體積膨脹，這兩種反應(yīng)均可以起到封閉氣孔，組織K和Na的侵蝕和滲入，這兩種作用機(jī)理可以單使用或聯(lián)合使用。

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