抗渣性耐火材料的研究进展.pdf

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1、综述与述评È2010年第4期(总第126期)现代技术陶瓷抗渣性耐火材料的研究进展徐
宁(山东理工大学化工学院,淄博255012)摘
要:主要从耐火材料的侵蚀机理出发简单叙述了改善耐火材料抗渣性的几种方法;通过几种典型的耐火材料总结了研究者们在耐火材料抗渣性提高方面所做的工作。关键词:侵蚀机理;抗渣性;镁碳耐火材料;刚玉复合耐火材料;镁钙耐火材料0.5

耐火材料工业曾被描绘为工业背后的工con/2
)业,以及冶金工业和无机非金属材料工业等其式中:x#侵入深度;#熔渣表面张力;r#气他高温工业的支撑工业和先行工业。耐火材

2、孔半径;料的抗渣侵蚀性,简称抗渣性,是指耐火材料高#熔渣在耐火材料上的润湿角;
#熔渣粘温抵抗炉渣侵蚀和冲刷作用而不易损坏的能力。度;t#熔渣渗入时间渣蚀是耐火材料使用过程中很常见的,有时甚至可见,渣的粘度越低,熔解和侵蚀越强;耐火是最严重的一种损毁形式。因此,耐火材料抗侵材料的开口气孔率越高,熔渣侵入速度也越快,蚀性的好坏是影响耐火材料使用寿命的一个重侵入比率与气孔率成正比。要因素,也是判断其质量优劣的一个重要指标。1.2
熔渣侵蚀现象耐火材料的抗渣性能的提高和发展对钢铁等工合乎逻辑的熔渣侵蚀现象分两个代表性的[2]业的发展

3、尤其重要。本文就从几种典型的耐火情况才材料,来介绍提高抗渣性所做的研究。(1)当熔渣熔化耐火材料的速度大,而渣和耐火材料相互作用的产物迁移速度小,渣在耐火1
熔渣对耐火材料的作用材料表面形成渣中耐火材料饱和溶液(接触层)。同时停止渣中对耐火材料的进一步的溶解。然1.1
熔渣对耐火材料的侵蚀机理而可能经过耐火材料分解。接触层通常被洗掉熔渣的侵蚀过程主要是耐火材料向熔渣中或流下来,把近表层的耐火材料颗粒随身带走,的溶解过程和熔渣向耐火材料内部的侵入过在渣中来不及溶解。最后伴随化学侵蚀过程冲[1]程:蚀。在冲蚀过程中,在原有层的地方

4、形成新的接0.5代表性的熔解公式为:!d=A(T∀t/
)触层等。式中:!d#耐火材料的熔损厚度;A#常数;(2)当熔渣熔化耐火材料的速度小时,渣沿T#熔渣温度;气孔渗入耐火材料中,并与它起反应。相互作用
#熔渣粘度;t#反应时间结果可能是耐火材料体积中液相含量增加,形成熔渣对耐火材料的侵蚀不仅限于表面的熔新相:固熔体与化学化合物。渣对耐火材料的化解作用,而且熔渣还能侵入耐火材料内部,扩大学侵蚀分两个阶段进行。当最慢阶段,大体上限反应面积和深度。在材料表面附近组成和结构制过程时,是相表面上的相互化学作用###表明发生质变,形成

5、溶解度高的变质层,加速损毁。过程在动力学范围。最慢阶段有利于扩散,那么熔渣的渗透可用下式表示:x=(∀r∀t∀在那种情况下,表明过程在扩散范围内。这些情作者简介:徐
宁(1980~),男,硕士研究生,主要从事氧化铝和钛酸铝材料抗渣性研究.18È综述与述评现代技术陶瓷2010年第4期(总第126期)况之间的重要差别,实质是确定相互作用与温度蚀和Cr2O3、Fe2O3的还原,抗渣侵蚀性效果较[6]的关系。扩散过程的速度随温度改变微小,而化好。曲殿利等在电熔再结合镁铬耐火材料中分学相互作用速度是实质性的。别加入3%TiO2、Zr

6、O2和Al2O3添加物,这些材料因此提高耐火材料抗渣性措施可以简单归高温下比Cr2O3更加稳定,有效地抑制了镁铬材结为:1由于钢铁冶炼过程中不同的钢种对应产料的高温挥发,制品抗渣性得到提高的同时,由生不同的渣,所以单纯降低渣的粘度不能满足冶于熔渣侵入形成的致密层的厚度也减小了,使其炼的工艺要求,应该从耐火材料的体系本身出结构剥落损毁明显减小,添加!#Al2O3时其效果[7]发,选择抗渣性更优的系统比如选择与渣润湿小最好。张锡平等人研究了添加物提高镁铬砖抗的含碳耐火材料;2在不降低材料力学性能和抗渣性的顺序为:!#Al2O3+锐

7、钛矿>!#Al2O3>热震性基础上,尽量减少耐火材料的显气孔率,氧化铬>锐钛矿>氧化锆;添加物在提高镁铬砖控制气孔的半径大小。抗热震性上的顺序为:!#Al2O3+锐钛矿>!#Al2O3>氧化锆>锐钛矿>氧化铬,添加!#Al22
典型抗渣耐火材料研究进展O3+锐钛矿的镁铬耐火材料既具有较强的抗渣性,而且抗热震性也显著提高,经实验总结其是[8]2.1
镁铬耐火材料提高镁铬材料性能的理想添加物。在新世纪,作为优良的耐火材料,镁铬砖具有耐高温、我国钢铁工业将会重点发展洁净钢;而社会对环抗冲刷、抗侵蚀的特点,在钢铁炉外精炼、有色金境保护

8、的要求也将越来越严格,人们已经广泛关属冶炼、建材等行业广泛使用。注含铬耐火材料对环境污染的问题,因此研发与研究表明镁铬耐火材料中Cr2O3含量的提应用优质无铬耐火材料的工作愈来愈显得重要。高,有助于熔渣侵蚀时增加熔渣的粘度,增大熔2.2
刚玉复合耐火材料渣侵蚀镁铬耐火材料的难