鄭州科威耐材建廠32年來，對(duì)耐材的知識(shí)已經(jīng)十分了解了，為什么熔渣一耐火磚的反應(yīng)有危害呢科威耐材來帶領(lǐng)大家一起來了解一下。
熔渣與耐火磚外表面和經(jīng)遷移與內(nèi)表面接觸后，可發(fā)生以下反應(yīng)：耐火磚向 熔渣中溶解——單純?nèi)芙?；形成易溶的化合?mdash;—反應(yīng)溶解；直接形成低熔物；發(fā)生使耐火磚還原的反應(yīng)；發(fā)生使耐火磚組分氧化的反應(yīng)；形成比容差別很大的新產(chǎn) 物等。這些反應(yīng)都引起耐火磚侵蝕，給耐火磚帶來危害。當(dāng)熔渣流動(dòng)時(shí)，不僅通過對(duì)耐火磚的沖刷作用直接對(duì)耐火磚進(jìn)行侵蝕，還通過帶走上述反應(yīng)產(chǎn)物，促進(jìn)反應(yīng) 進(jìn)行，加速對(duì)耐火磚的侵蝕。
(1)耐火磚向熔渣中溶解——單純?nèi)芙夂头磻?yīng)溶解。
①控制溶解的因素。當(dāng)熔渣與耐火磚接觸時(shí)，若兩者的某些組分的質(zhì)量濃度相差較大，由于兩者間的化學(xué)位相差較大，如耐火磚組分的質(zhì)量濃度較高，具有較高化學(xué) 位，而熔渣中的組分的質(zhì)量濃度較低，則物質(zhì)從化學(xué)位較高的耐火磚向化學(xué)位較低的熔渣傳遞，使耐火磚中的組分被熔渣溶解，直至該組分在耐火磚和熔渣中的化學(xué) 位達(dá)到平衡，即溶解達(dá)到某一特定溫度下的飽和濃度(溶解度)為止。
這種單純?nèi)芙馐窃S多耐火磚與熔渣進(jìn)行反應(yīng)的最主要形式。有人甚至認(rèn)為渣蝕就是耐火磚的溶解過程。當(dāng)耐火磚與外來物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)形成易溶化合物時(shí)，會(huì)加速耐火磚向熔渣中溶解。
②溶蝕的危害。由單純?nèi)芙夂头磻?yīng)溶解引起的侵蝕通常稱為溶蝕。它不僅直接造成耐火磚一些溶解組分的損失(改變了耐火磚的化學(xué)組成)，而且破壞了耐火磚的結(jié)構(gòu)。當(dāng)多相耐火磚中可溶物溶入渣中后，殘留相被孤立，耐火磚的致密結(jié)構(gòu)被破壞，加速了渣蝕。由于熔渣的化學(xué)組成改變，影響了熔渣的性質(zhì)井在一定程度上影響了冶煉過程，其中的不溶性殘留相還能給產(chǎn)品帶來不利影響。
③降低溶蝕速度的措施。降低溶解速度，必須從以下幾個(gè)方面采取措施：降低溶解度和耐火磚在熔渣中的濃度差值；降低擴(kuò)散系數(shù)和提高擴(kuò)散層厚度。
為了降低溶解度，除降低溫度外，應(yīng)盡量使熔渣與耐火磚間的化學(xué)位相近，如堿性耐火磚抵抗堿性熔渣的侵蝕能力很強(qiáng)，而酸性熔渣以選用酸性耐火磚為宜。
一般認(rèn)為耐火磚向熔渣中溶解的傳質(zhì)過程處于擴(kuò)散速度范圍內(nèi)。為了控制耐火磚向熔渣中的擴(kuò)散，除降低溶解度外，還可通過提高熔渣中溶質(zhì)的濃度、降低擴(kuò)散系數(shù)以及提高擴(kuò)散層厚度等方法來實(shí)現(xiàn)。如在煉鋼爐中，當(dāng)以鎂質(zhì)耐火磚為爐襯時(shí)，以白云石造渣，使渣中的MgO的質(zhì)量濃度提高，即可使耐火磚的抗渣性得以改善。
(2)耐火磚的結(jié)構(gòu)崩裂。結(jié)構(gòu)崩裂是指耐火磚受到侵蝕，當(dāng)其物相和結(jié)構(gòu)變化到一定程度時(shí)，耐火磚的崩壞現(xiàn)象。渣蝕引起的結(jié)構(gòu)崩裂，一般認(rèn)為是由于形成變質(zhì)層和形成比容差別較大的產(chǎn)物引起的。
①變質(zhì)層的形成。變質(zhì)層的形成，是由于熔渣的滲入所致。在滲入過程中，由于材料內(nèi)溫度梯度和熔渣黏度的影響，熔渣侵入到一定深度后，就不再繼續(xù)滲透。從耐火 磚熱面到其內(nèi)部一定的深度，就形成了組成與結(jié)構(gòu)有別于原材料的變質(zhì)層。而且熔渣在滲透時(shí)還發(fā)生“化學(xué)過濾”，沿熔渣的滲透方向，其化學(xué)組成和物相組成都可 能不斷地發(fā)生改變。因此，變質(zhì)層內(nèi)隨其厚度的變化，其組成與結(jié)構(gòu)也有一定差別。
②結(jié)構(gòu)的崩裂。在變質(zhì)層的形成過程中，由于形成的產(chǎn)物間和原材料間的比容和熱膨脹性等有差別，在變質(zhì)層與原材料之間或變質(zhì)層內(nèi)各層之間，因各種物相摩爾體積變化而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)應(yīng)力，并破壞其間的結(jié)合，形成裂紋，甚至產(chǎn)生剝落和崩裂。
耐火磚受侵蝕形成變質(zhì)層后，當(dāng)溫度波動(dòng)時(shí)，由于各種變質(zhì)層與未變質(zhì)層間，或由于變質(zhì)層內(nèi)各物相間的熱膨脹性差別，更易使此種崩裂激化。當(dāng)耐火磚的變質(zhì)層崩裂剝落后，在侵蝕介質(zhì)作用下還可形成新的變質(zhì)層，產(chǎn)生新的崩裂，如此循環(huán)不已，就使耐火磚受到嚴(yán)重?fù)p毀。
結(jié)構(gòu)崩裂是渣蝕最常見的損毀形式之一，在一些易產(chǎn)生較厚變質(zhì)層的耐火磚中，因渣蝕產(chǎn)生結(jié)構(gòu)崩裂，往往是最主要的原因。
③減緩結(jié)構(gòu)崩裂的措施。避免耐火磚產(chǎn)生結(jié)構(gòu)崩裂或減緩其危害，最主要的措施是降低熔渣的滲透性。為此，必須降低耐火磚受熔渣的潤濕性，提高材料的致密性，降低材料中的雜質(zhì)含量，以及減少晶界，盡量減少氣孔、基質(zhì)和晶界通道作用。
(3)渣蝕的其他反應(yīng)與危害。
①加速熔毀。耐火磚在服役中僅受高溫?zé)嶝?fù)荷作用而熔融稱為熔毀或熔損。當(dāng)其與熔渣反應(yīng)形成易熔物時(shí)，這種助熔作用，一方面使耐火磚的晶相骨架結(jié)構(gòu)遭受破壞， 高溫強(qiáng)度受到嚴(yán)重?fù)p害，加速熔損過程；另一方面，由于液相的遷移，使材料收縮，造成材料及砌體開裂，加速渣蝕和破壞砌體的穩(wěn)定性。科威耐材提供
②還原或氧化的危害。耐火磚組分被還原或氧化后，若產(chǎn)物在服役的溫度下為氣體，則因氣體的逸出，直接導(dǎo)致耐火磚的部分消耗，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)疏松和結(jié)合強(qiáng)度降低，渣蝕危害加劇。如當(dāng)硅質(zhì)或鎂質(zhì)耐火磚同鐵水接觸時(shí)，鐵水中的碳即可將耐火磚中的SiO2和MgO還原成SiO或Si和Mg。在一些用過的殘磚中常見金屬顆粒，就緣于此。又如熔渣與耐火磚接觸時(shí)，含碳耐火磚的損毀，首先是從其中的石墨等含碳組分的氧化開始。
為了減緩耐火磚被還原的危害，應(yīng)盡量將其中易還原的氧化物合成為較穩(wěn)定的復(fù)合化合物，如鎂鉻磚中的Cr2O3與鐵水接觸時(shí)易被還原，但當(dāng)與MgO化合為MgO·Cr2O3后，則還原程度降低。
③沖蝕。沖蝕是由于流體沖擊耐火磚工作表面，使其中的固體顆粒直接損耗。當(dāng)流動(dòng)的熔渣沖擊耐火磚表面時(shí)，由于流體的沖擊、摩擦和擠壓以及剪切等動(dòng)力和靜壓力 作用，極易產(chǎn)生或助長變形，導(dǎo)致材料表層直接損耗，又可因附渣層變薄或侵蝕面更新而加劇渣蝕。在耐火磚垂直的工作面上，當(dāng)與熔渣形成的熔融體與熔渣的密度 差別較大時(shí)，也可因流體的流動(dòng)，使不同高度上的侵蝕有所區(qū)別。
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