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熔渣对耐火材料的侵蚀主要取决于(简述耐火材料向熔渣中溶解的过程)

导语:熔渣与耐火材料的反应及其危害(下)

耐火材料受侵蚀形成变质层后, 当温度波动时, 由于各种变质层与未变质层间, 或由于变质层内各物相间的热膨胀性差别, 更易使此种崩裂激化。

当耐火材料的变质层崩裂剥落后, 在侵蚀介质作用下还可形成新的变质层, 产生新的崩裂, 如此循环不已, 就使耐火材料受到严重损毁。

结构崩裂是渣蚀最常见的损毁形式之一, 在一些易产生较厚变质层的耐火材料中, 因渣蚀产生结构崩裂, 往往是最主要的原因。

减缓结构崩裂的措施。避免耐火材料产生结构崩裂或减缓其危害, 最主要的措施是降低熔渣的渗透性。为此, 必须降低耐火材料受熔渣的润湿性, 提高材料的致密性, 降低材料中的杂质含量, 以及减少晶界, 尽量减少气孔、基质和晶界通道作用。

渣蚀的其他反应与危害。

①加速熔毁。耐火材料在服役中仅受高温热负荷作用而熔融称为熔毁或熔损。当其与熔渣反应形成易熔物时,这种助熔作用,一方面使耐火材料的晶相骨架结构遭受破坏, 高温强度受到严重损害, 加速熔损过程; 另一方面, 由于液相的迁移, 使材料收缩, 造成材料及砌体开裂, 加速渣蚀和破坏砌体的稳定性。

②还原或氧化的危害。耐火材料组分被还原或氧化后,若产物在服役的温度下为气体,则因气体的逸出, 直接导致耐火材料的部分消耗,导致结构疏松和结合强度降低, 渣蚀危害加剧。如当硅质或镁质耐火材料同铁水接触时, 铁水中的碳即可将耐火材料中的SiO2和MgO 还原成SiO或Si和Mg。在一些用过的残砖中常见金属颗粒,就缘于此。又如熔渣与耐火材料接触时,含碳耐火材料的损毁,首先是从其中的石墨等含碳组分的氧化开始。

为了减缓耐火材料被还原的危害,应尽量将其中易还原的氧化物合成为较稳定的复合化合物,如镁铬砖中的Cr2O3与铁水接触时易被还原,但当与MgO 化合为MgO·Cr2O3后则还原程度降低。

③ 冲蚀。冲蚀是由于流体冲击耐火材料工作表面, 使其中的固体颗粒直接损耗。当流动的熔渣冲击耐火材料表面时,由于流体的冲击、摩擦和挤压以及剪切等动力和静压力作用,极易产生或助长变形, 导致材料表层直接损耗, 又可因附渣层变薄或侵蚀面更新而加剧渣蚀。在耐火材料垂直的工作面上, 当与熔渣形成的熔融体与熔渣的密度差别较大时,也可因流体的流动, 使不同高度上的侵蚀有所区别。

总之,耐火材料的渣蚀主要受化学作用和物理化学作用,也受物理和机械作用的影响,这些作用往往交替进行。但是, 就各种耐火材料与熔渣而言, 甚至在作用的各个不同阶段。

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