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炉渣向耐火材料的渗透

添加时间:2020年12月23日  浏览次数:

炉渣向耐火材料内部渗透并与耐火材料反应生成变质层,产生结构剥落。渣向耐火材料内部渗透的途径有:(1)通过开口气孔或裂纹等毛细通道向耐火材料内部渗透。 (2)炉渣经由晶界进入耐火材料内部的渗透方式多存在于由多晶相构成的耐火材料中。炉渣沿晶界的迁入,取决于材料中各相各晶体同炉渣间的各种界面张力。(3)渣组分中的离子进入到材料晶格内部,随着晶格扩散的方式进入耐火材料。 在上述三种形式中通过气孔和裂纹的渗透是最常见的,造成的影响也是最大的。其它两种形式,特别是通过晶格扩散的渗透很小。

炉渣的化学性质主要有炉渣的碱度、氧化性和还原性。(1)炉渣碱度炉渣的组成和性质严重影响着炉渣对耐火材料的侵蚀情况,渣的酸碱性必须与耐火材料相匹配。根据耐火材料的酸碱性我们将耐火材料分为酸性耐火材料与碱性耐火材料,同样冶金炉渣也分为酸性渣与碱性渣,渣的酸碱性是以它的碱度来划分的。渣的碱度的表示方法有多种,通常是用炉渣中含有的碱性氧化物量与酸性氧化物量之比来表示。

炉渣

可根据碱度大小将炉渣分为三种:炉渣碱度为1时为中性渣;当炉碱度小于1时,炉渣属于酸性渣;当碱度大于1时,炉渣属于为碱性渣;R高碱度渣的碱度大于2.5。高碱度炉渣在高炉冶炼工艺中有助于脱硫、脱磷,并且当炉渣碱度越大时,黏度一般较小、流动性较好,有效的吸附、除去杂质,所以炼钢过程中高碱度渣最为常见。酸性渣中常含有较多的酸性氧化物,如Si02、B203、P205、V205等,它较容易熔损碱性耐火材料。相比而言酸性渣对酸性耐火材料的熔损较弱。因此在碱性渣环境下使用碱性耐火材料、在酸性渣环境下使用酸性耐火材料能更好的抵抗炉渣的侵蚀。

不同服役环境下的炉渣具有不同的碱度。钢包精炼渣为碱性硅钙渣,碱度一 般大于2。玻璃窑炉渣主要是Na-Ca-Si渣,但由于烧成和工艺的不同,其碱度可在O.3~1.5之间变化。垃圾焚烧炉渣碱度小于1,炉膛中存在的CO、HCl和CL2气体可能与内衬材料发生反应,导致内衬在1200~1500℃温度下被侵蚀。 发现随着炉渣碱度的增加,炉渣的熔点和粘度随之增加,而对耐火材料的渗透和由此产生的蚀损随之减少。发现在一定的温度下,随着铬铁渣碱度的增加,炉渣对于耐火材料的侵蚀性增加。研究了不同碱度钙硅渣煅烧白云石耐火材料的侵蚀行为,研究结果表明随着炉渣碱度的增加,试样和炉渣反应生成高熔点的硅酸二钙,硅酸二钙的存在在一定程度上能阻碍炉渣对试样的侵蚀。在真空感应炉浸渍试样的实验中,随着渣碱度的增加,试样的耐蚀性呈现先增大后减小的趋势。渣中氧化物的组成和含量对渣的性质和高温行为有重要影响,高温行为反过来又影响渣对耐火材料的侵蚀程度。

关键词:炉渣   耐火材料   
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