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耐火磚常見的損毀原因

發布時間:2019-06-26 10:36 文章來自:http://www.793948.tw/ 作者:天陽耐火材料/耐火
  耐火材料在使用過程中,要經受高溫、溫度急變、氣氛變化以及被粉塵、煙氣、金屬熔液和溶渣侵蝕,所以它受到損毀的可能性非常多,也就造成我們很難判斷到底是什么原因造成的耐火磚損毀。耐火材料在使用過程中的損毀,不僅有渣蝕(連續型),而且還有斷裂和剝片(非連續型)的因素。經過對耐火材料的使用結果進行綜合分析,可以將耐火材料的損毀機理進行分類。

  一、連續發生的蝕損

  1、磚表面的熔解、氣化:在熔融相、氣相中的擴散熔融相、氣相與磚的界面反應。

  2、磚內部的熔解、氣化:熔融物、氣相成分的浸透熔解、氣化成分向外部排出。

  二、不連續發生的蝕損

  1、發生龜裂:

  由與浸透物的反應生成低密度相、伴隨體積變化的相轉移、由再加熱引起的局部收縮和熱應力集中、氣泡的局部集中性、結構上的機械應力和熱應力的集中、構成相的熱應力和彈性模量的各向異性、與氣相反應引起的析出沉積、機械的沖擊。

  2、局部的高熔解度、高蒸汽壓力或低粘性相的存在或生成。

  三、由磨損造成的損耗

  耐火材料在使用中的損毀方式則可以歸納為三種基本形態。

  1、由于結構體的機械應力、熱應力導致耐火工作襯產生不規財的裂紋(熱的、機械的剝落或者掉片)而破壞。

  2、由于熔渣的浸潤和熱面(工作表面)上的溫度波動而使耐火材料的結構變化,因此形成特有的變質層,在原質層和變質層的交界面上產生同加熱面平行的裂紋(結構剝落)而損毀。

  3、由于同金屬熔液、熔渣和煙塵反應而溶流和磨損。

  耐火材料在使用過程中,實際上在熱力學上是不穩定的。所以,耐火材料的研究和開發的方向就是在耐火材料內(和附近)建立動力學屏障,以抵抗最終不可逆的結構和組成變化所引起的變質。

  從相平衡狀態或熱力學來看,與熔渣接觸的耐火材料不發生反應的成分是不存在的。因此,使耐火材料表面形成保護層,而且盡可能放慢該保護層的溶解速度以便控制熔渣侵蝕所產生的損毀能在最低限度之內。為了降低保護層的溶解(擴散)速度,保護層成分應盡量是熔渣和非均勻系異相平衡相接近的高熔點物質或高粘度溶液。所謂非均勻系異相平衡,是指一種或兩種以上的成分,變成兩種以上不同的相,并且平衡共存。例如,在某一特定溫度下,將MgO熔解于熔渣中,達到某一數量,MgO不再熔解,此時該熔液與MgO就是處于非均勻系異相平衡關系。

  使用結果反復證明,消除方式Ⅰ和Ⅱ的損毀并降低方式的損毀速度始終是我們對耐火材料研究所追求的目標。假定能消除耐火材料不規則的裂紋所產生的損毀,那么事先評價耐火材料即成為可能。

  如早已了解到的那樣,損毀方式Ⅰ和Ⅱ是堿性和高鋁質耐火材料共同的缺陷。但是,自從開發了碳復合的氧化物耐火材料之后,即可使損毀局限在耐火材料的工作表面層內,說明在氧化物耐火材料的范疇內長期解決不了的問題,在非氧化物復合的氧化物耐火材料中便可得到解決。
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