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爐渣對耐火材料的蝕損

添加時間:2023年10月19日  瀏覽次數:

由于熔渣侵蝕造成耐火材料在使用過程中損壞的現象在窯爐應用領域普遍存在,如水泥回轉窯內襯、轉爐爐襯、鋼包內襯、高爐爐腰襯、鋅冶金爐襯等材料的損壞,基本上都是熔渣侵蝕的結果。在服役過程中耐火材料超過一半以上的損毀是由于熔渣侵蝕造成的。

耐火材料在工作環境中不可避免的要接觸各種冶煉熔渣、熔融玻璃等,而渣蝕損毀對耐火材料的使用壽命有很大影響,是耐火材料損壞的重要原因之一。在耐火材料使用過程中,連續損毀的特征是溶蝕和侵蝕現象,不連續損毀一般表現為開裂和剝落,同時不連續損毀可能會引起耐火材料的局部分離。渣侵后制品熱端一般會發生致密化而變質,侵蝕后的熱端由于內部熱膨脹系數不匹配,將最終導致裂紋的形成和耐火材料的開裂。


渣蝕實驗后耐火材料試樣可以劃分為多個層次。從熱層到冷面,第一層為原渣層,原渣層中渣與耐火材料并未發生任何反應,渣保持原來的組成與性質。第二層稱為變渣層,或為內渣層,在變渣層中脫落的顆粒溶入渣中并改變熔渣的化學成分與性質,隨著侵蝕的進行,渣的成分不斷變化,不同組成的熔渣對耐火材料的侵蝕結果造成不同的影響。第三層為反應侵蝕層,在反應侵蝕層中,耐火材料的主體構造被蝕損,但仍有部分粗顆粒結合在一起未被熔渣熔解,基本保留原有的形狀與尺寸。隨后為滲透層,滲透層的形成是渣沿耐火材料內部中的貫通氣孔、基質、晶界、裂紋等向耐火材料中滲透的結果。

由于耐火材料工作面與非工作面之間存在溫度差異,當熔渣從工作面向耐火材料內部滲透時,熔渣逐漸凝固并停止滲透,因此滲透層與原磚層之間的界面稱為渣固面。滲透層中耐火材料基質的結構未受到大的破壞,但由于渣的侵入改變了其化學與礦物組分,因此也稱為變質層。由于變質層的性能參數與原磚層存在不同,導致耐火材料在使用過程中一旦出現溫度大幅度波動,變質層與原磚層之間就會發生不匹配現象而產生裂紋,裂紋逐漸擴大并最終掉入渣中,這種現象被稱之為結構剝落。結構剝落是渣熔蝕耐火材料并導致耐火材料損毀的最常見因素之一。第五層稱為原磚層,這一層中的耐火材料未與渣相接觸,保持了耐火材料原來形貌和的性質。

關鍵詞:熔渣   爐渣   侵蝕   耐火材料   損壞   蝕損   
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