耐火材料的抗侵蚀性
1.前言概述
耐火材料的抗侵蚀性指耐火材料抵抗由外部介质的化学作用而产生的逐渐侵害使材料消耗或损害的能力。
耐火材料为无机非金属材料,大多为金属氧化物和含碳材料,不同材质之间有各自的特性,所以有了酸性耐火材料、中性耐火材料、碱性耐火材料之分。常温状况下不明显的化学反应也因温度的升高而变得剧烈,例如原本耐火度非常高的三氧化二铝和氧化钙,会形成低熔点的铝酸二钙,二氧化硅与氧化钙之间会形成低熔点的硅酸钙,特别是低熔点的二氧化硫、氯离子和钾钠成分在800℃时就会直接生成熔融液相,在高温状态下,这些低熔点的成分会和耐火材料基质成分之间产生高温化学反应,使材料产生融损,降低耐火材料的使用寿命。
2.提高使用寿命的重要步骤
为了提高耐火材料的使用寿命,首先选材就至关重要,要充分了解客户的窑炉炉料中的主要有害成分是什么,物料是什么性质,然后根据实际情况确定合适性质的耐火材料。一般情况下,炉料偏碱性时,选用碱性或中性耐火材料,炉料偏酸性时,选用中性或酸性耐火材料。由于窑炉内物料成分复杂,还要考虑工况温度和窑炉气氛,有时还需要开展侵蚀试验才能最终确定合适材料。
窑炉的实际运行中,对耐火材料造成侵蚀作用的主要是熔渣侵蚀。工作中的炉衬耐火材料不仅要接触物料,还要接触各种高温液相的熔渣和烟气,这些液相成分和烟气会沿耐火材料中的气孔、微裂纹、晶界等通道向耐火材料内部进行渗透,并逐步沉淀富集,造成耐火材料出现变质层,由于变质层的热膨胀系数不等,就会使材料内部产生大量的缺陷和裂纹,在遇到冷热交替的工况时,就会进一步造成耐火材料的剥落,造成材料使用寿命的降低。
3.抗侵蚀的三种方法
改善耐火材料抗侵蚀性能的方法三种,一是选取优良高纯材料降低材料中的杂质含量,降低物料与耐火材料成分之间的高温化学反应;二是有的放矢,在耐火材料里添加可以与熔渣反应产生高粘度物质的成分,延缓熔渣侵蚀和渗透,三是添加合适的物质(含碳材料),提高液相熔渣与耐火材料的浸润角,将熔渣与材料的浸润角度提高到90-180度之间,使熔渣很难渗透;图片
耐火材料的性能与材料本身所具有的特性密切相关,鱼与熊掌不可兼得,没有任何一种材料能够将以上的特性同时兼备,任何一种耐火材料都具有各自的优点和缺点,所以各种耐火材料都有各自的适用范围,在选择耐火材料时必须根据实际的使用条件进行统筹考虑,不能盲目结论。不同行业对耐火材料的需求是不同的,所以在销售时也应该根据用户具体的需求进行有目的的开展业务。
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