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  • 熔渣与耐火材料的反应及其危害(上)

    作者:admin发表时间:2022-08-16

      耐火材料受渣蚀的首要条件是耐火材料与熔渣或粉尘等其他外来物质接触。若这些物质仅与耐火材料的外表面接触, 则渣蚀仅在外表面进行。此时渣蚀速率与熔渣和耐火材料外表面接触面积成正比, 损毁往往是缓慢的、轻微的。实际上, 耐火材料在服役过程中, 熔渣和气体等经常侵入到耐火材料内部与其内表面接触而发生反应, 从而引起严重的渣蚀。通常情况下,熔渣主要通过三种途径渗入到耐火材料内部: 耐火材料中的气孔和裂纹,耐火材料中的基质,耐火材料晶体间的晶界。

      (1 ) 熔渣经毛细管和裂纹的渗入。熔渣与耐火材料外表面接触后,当其可浸润这种耐火材料时,熔渣在毛细管附加压力的推动下,即可由耐火材料的外表面向其内部渗透。熔渣沿耐火材料毛细管和裂纹渗入到其内部的能力, 从耐火材料方面来看, 主要取决于耐火材料的表面张力、熔渣与耐火材料的润湿角、毛细管的半径和曲折封闭状况以及耐火材料的气孔率。为了避免或减缓熔渣向耐火材料中的渗透, 必须使耐火材料的表面张力尽量降低和不受熔渣润湿; 要提高耐火材料的致密性, 使其无气孔或仅有封闭气孔, 或使贯通气孔与开口气孔尽量减少

      (2 ) 熔渣沿耐火材料基质的渗入。耐火材料的基质, 一般含有较多的杂质成分。耐火材料在高温使用过程中, 这些杂质容易形成低熔点相。当材料内存在气孔或裂纹和温度梯度时, 由基质所形成的熔体, 可由热端向其冷端迁移。热端基质迁移后所残留的空隙, 易成为熔渣渗入的通道。若耐火材料致密性较高, 基质无显著迁移。但在高温下, 基质容易形成熔体, 此种熔体中的一些组分扩散系数较大。当熔渣与耐火材料表面接触后, 若熔渣中的组分与基质的组分的质量浓度相差较大,则可产生相互扩散, 使熔渣或其中的部分组分, 经基质所形成的熔融体扩散到耐火材料内部。所形成的液相的黏度愈低,同熔渣的组分的质量浓度差愈大, 熔渣愈易于向耐火材料中扩散。

      碱性耐火材料中的液相黏度一般皆较低, 故较易于扩散。如当钢渣与镁质耐火材料接触时,由于熔渣中Fe2 +的质量浓度远高于其在耐火材料内部的质量浓度, 熔渣中的Fe2 +就首先向耐火材料内的熔体中扩散。熔渣中的Ca2 +的质量浓度也高于其在耐火材料内熔体中的质量浓度, Ca2 +也可进入砖内的熔体中。因此, 耐火材料距工作面一定厚度层的基质内所含Fe2 +和 Ca2 +增加,引起基质的组分和性质变化,形成变质层。反之, 若耐火材料中液相内的一些组分的质量浓度高于其在熔渣中的质量浓度, 也可以扩散到熔渣内。如在炼钢后期渣内 Mg2 + 的质量浓度较低, 镁质耐火材料内液相中的 Mg2 + 会被熔渣夺取, 从而使耐火材料直接损坏。

      显而易见,当耐火材料中的基质为非连续相时,此种熔渣沿基质的迁入必将受到一定的限制。因此,提高耐火原料的纯度, 减少耐火制品低熔点液相的生成量, 是提高耐火材料抗渣侵蚀能力的最有效的手段之一。返回搜狐,查看更多

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