抗侵蝕澆注料的研發(fā)及使用在很大程度上促進了工業(yè)窯爐的長效使用，抗侵蝕澆注料的生產也是在基于鋼鐵、水泥、化工等行業(yè)在使用中凸顯出的問題總結而出的一種能夠抵抗不同化學及物理侵蝕的耐火材料，分為可抵抗酸性侵蝕、堿性侵蝕、熱熔侵蝕、液態(tài)侵蝕等形態(tài)，以下分享AL2O3-SiO2系低水泥澆注料在CaO堿性侵蝕下的損毀及防治措施。


AL2O3-SiO2系低水泥澆注料主要成分為AL2O3≥65% ，SiO2≥25%，CaO≤2.5%，體積密度2.5g/cm，使用在回轉石灰窯中的燃燒器位置，一般的使用壽命要在6個月左右，然而這次使用壽命卻在3個月就發(fā)生了損壞，損壞的部位在燃燒器頭部，損壞的方式主要有掉塊 、剝落和磨損。公司技術人員從使用了3個月的燃燒器頭部下方取8～10mmm厚的澆注料作為試樣，對外表面進行觀察。從外到內，根據(jù)顏色將澆注料分為3層 ，分別做結構觀察 ，同時利用化學成分進行定性和定量分析。


觀察試樣外表面，可以看到有熔蝕現(xiàn)象，外層澆注料已經完全變質，基本上是鹽的結晶堆積說明使用過程中在澆注料的外表面產生了液相從外到內，材料的結構逐漸致密，結晶物質逐漸減少，其中外層的結構比較疏松，基質部分已碎裂，而中層的基質內也可以觀察到裂紋。

通過化學分析也可以發(fā)現(xiàn)，澆注料表面含有大量的K鹽和Na鹽，而Al和Si的成分很少，說明該處已經被原料中的堿性物質嚴重蝕損。我們認為，原料中的堿性物質在高溫煅燒過程中，揮發(fā)出大量的K和Na的氣相物質，與燃燒器澆注料相遇后，在其表面凝聚沉積，與澆注料的基質在高溫下反應生成新的含K和Na的化合物，這些化合物降低澆注料的熔點，產生液相，從而發(fā)生熔蝕現(xiàn)像；也由于降低了澆注料的表面強度而加速其磨損 。此外，該處還含有比較多的C，這與該點處于外端，表面聚集大量的燃料中C的情況是相符的。該點 的 S和 Ca的含量較低，說明它們的化合物對澆注料損壞的作用不大。


中層和內層澆注料的化學分析結果對比外層、中層和內層的化學分析結果發(fā)現(xiàn)，由外到內，Na的減少很明顯，而K在內層仍有相當數(shù)量存在 ，這與石灰石中K的含量高的情況相符也有可能是K的滲透能力強于Na。因此，我們認為，對澆注料內部基質進行化學侵蝕并產破壞作用的主要是K，而這種破壞作用應該來自于兩個方面，一方面是K鹽滲透進人澆注料基 質后，在溫度降低的過程中逐漸冷卻沉積，由于它的體積密度較低沉積后會產生體積膨脹，從而導致澆注料基質損傷。并且由于它的力學性質與原基質截然不同，在溫度波動時，在熱應力的作用下，自身可能會發(fā)生斷裂或由于體積變化而導致澆注料基質損傷。另一方面，滲 透進入的K也會與基質反應生成新的化合物，改變了基質的組成和結構 ，也會導至澆注料 的損傷，這兩方面的作用是導致澆注料產生剝落的主要原因。


解決措施


（1）在澆注料基質內引入抗侵蝕物質，如SiC等，利用其耐化學侵蝕性能提高材料的抗侵蝕能力。


（2）在澆注料內引入適當基質，使?jié)沧⒘显谑褂眠^程中能夠在表面產生較薄的保護膜，貨是在使用時能夠產生一定量的體積膨脹，這兩種反應均可以起到封閉氣孔，組織K和Na的侵蝕和滲入，這兩種作用機理可以單使用或聯(lián)合使用。

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