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大石桥市兴华镁矿有限公司 / 0417-5225170

耐火材料的抗碱腐蚀特性

发表时间:2021-11-04 访问量:10246

      气化炉中各气氛腐蚀中,碱侵蚀对耐材内衬的破坏作用尤其强。炉内的碱金属蒸发、凝聚至耐火砖衬,尤其是缝隙处,在其中富集、渗透,导致砖衬腐蚀、开裂,耐材内衬遭受破坏。不定型耐火材料

目前,在碱金属对耐火材料的腐蚀方面,国内外开展了大量工作,含碱工况下常用耐火材料的抗碱腐蚀性如下:

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(1)硅铝系耐火材料

      碱金属对Al2O3-SiO2质耐火材料的侵蚀是因为形成了白榴石、钾霞石、β-刚玉等,其的生成导致耐材内衬体积发生膨胀,终导致了碱裂解现象的发生。反应产物取决于碱浓度和耐火材料中的Al2O3、SiO2 的含量。碱金属对各种硅铝质耐火材料膨胀破坏的程度各不相同。

      高铝砖(莫来石成分)的耐火材料差,破损膨胀为严重。碱金属同莫来石反应,在700~1100 ℃生成霞石,含碱物相的生成会产生20%~25%的体积膨胀,导致材料损毁。

      刚玉质耐火材料抗碱金属性能较好, 体积变化小。碱侵蚀的机理为:晶界物质与含碱材料发生反应产生了新物质,且该物质产生了一定的体积膨胀,导致刚玉耐材试块的碎裂,即一定温度、压力下K2O和Al2O3形成固溶体钾的过程,化学反应如下:

      另外,碱金属对耐火材料的腐蚀性能受具体反应温度、气氛、反应时间及碱金属存在形态的影响。不同气化工艺在选择气化炉内衬耐火材料时,应结合自身工艺特点及在气化炉内使用部位、具体反应工艺条件(气氛、温度等)、K 形态等的不同而选取不同的耐火材料。但在高温和高碱金属浓度下,不存在抗碱金属侵蚀的硅铝质耐火材料。因此,对于碱金属循环积累严重的高炉,下部不应采用高铝内衬,另外,气孔度是影响耐火材料抗碱金属性能的关键因素之一。

(2)含铬耐火材料

(3)铝酸钙系耐火材料

      CaO-Al2O3二元系统中包括两个重要的化合物,即二铝酸钙、六铝酸钙。因良好的水硬化能力、脱碳能力及高温使用性能,在建材、冶金、国防等行业应用广泛。

(4)镁铝尖晶石系耐火材料

      镁铝尖晶石(MgO·A12O3 或 MgAl2O4,简写为MA)是MgO-A12O3 二元系统中稳定存在化合物。镁铝尖晶石为各向同性的八面体结构,Al-O、Mg-O 间以离子键结合,其静电键强度相同,结构稳定。该种晶体结构保证了MA 耐材优异的热震稳定性及耐磨性能,且在氧化还原性气氛下,对游离的SO2/SO3 及K2O/Na2O 具备较佳的抗侵蚀性,因此,MA 在耐火材料行业应用广泛。另外,镁铝尖晶石熔点高(2135 ℃)、导热系数低、热膨胀系数小、强度高、硬度大、抗冲击、抗碱侵蚀能力强,且对铁的氧化物的作用也很稳定。


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