耐火材料出鐵溝澆注料損毀機理分析

鐵溝澆注料在高溫下使用時由于低熔物的生成內(nèi)部會出現(xiàn)液相耐火磚價格，而液相會促進澆注料的燒結(jié)，使其發(fā)生體積收縮。在長期的使用過程中，澆注料的體積收縮會一直伴隨，當收縮到達一定程度時會使得澆注料發(fā)生損毀。

鐵溝澆注料的熱震損毀

高溫出鐵時，鐵水的溫度很高，大約在1450℃~1550℃之間。由于鐵水和鐵溝的溫度差很大，高溫鐵水會對鐵溝進行強烈的熱沖擊，鐵水出鐵完畢后溫度迅速降下來，這會使得鐵溝料內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力。一般情況下，高爐每天出鐵10~20次左右，這種反復的急冷急熱相互交替在長時間的作用下，會使得鐵溝料無法承受熱應(yīng)力而破壞，致使鐵溝表面出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象，產(chǎn)生熱震損毀。所以，對于研究鐵溝澆注料而言，熱震穩(wěn)定性必不可少。

鐵溝澆注料的沖刷磨損損毀

高爐在出鐵時，鐵水的流速非常快，當較高速度和流量的鐵水沖擊到鐵溝料上時，會對鐵溝料造成強烈的沖刷作用。鐵溝料在受到鐵水沖刷時，基質(zhì)首先受到磨損，進而骨料因突出而掉落。因此鐵溝澆注料需要擁有一定的常溫和高溫力學性能以及優(yōu)良的抗沖刷和磨損性能，避免澆注料受到高溫鐵水沖刷時發(fā)生剝落損毀。

鐵溝澆注料的熔渣侵蝕損毀

熔渣對鐵溝澆注料的侵蝕過程主要是熔渣向澆注料中的侵入和溶解過程。高爐熔渣中含有CaO、Si02和Fe203等物質(zhì)，它們可以與澆注料中的Al2O3反應(yīng)生成鈣長石和鈣鋁黃長石等低熔點鋁硅酸鹽，導致澆注料不斷發(fā)生溶解損毀。熔渣對澆注料的溶解主要包括三個方面。

1.單純的溶解反應(yīng)：熔渣與澆注料之間僅發(fā)生物理溶蜂窩耐火磚解，而不存在化學反應(yīng)。

2.反應(yīng)溶解：澆注料與熔渣在交界處發(fā)生化學反應(yīng)，生成的低熔物質(zhì)溶解到渣中，改變了澆注料和熔渣的化學組成。

3.變質(zhì)溶解：熔渣通過氣孔或者液相擴耐火磚脫模劑散侵入到澆注料的內(nèi)部，使得澆注料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生質(zhì)變而溶解。

熔渣溶解鐵溝澆注料的過程主要是反應(yīng)溶解和變質(zhì)溶解，熔渣對澆注料的侵蝕取決于兩者的反應(yīng)速率。當熔渣和澆注料的反應(yīng)速率較快時，生成的低熔點物質(zhì)較多，這些低熔物將致使?jié)沧⒘鲜艿饺墼膰乐厝芪g和滲透;反之當澆注料與熔渣的反應(yīng)速率較慢時，低熔物的生成物減少，熔渣對澆注料的溶蝕性減弱。由于澆注料中存在氣孔，熔渣會利用氣孔滲透到澆注料的內(nèi)部，擴大反應(yīng)的深度，加速澆注料的損毀。熔渣對澆注料的侵蝕與氣孔率呈正相關(guān)，當澆注料的氣孔較多時，熔渣的侵蝕程度大，基質(zhì)在受到侵蝕后，骨料顆粒容易受到?jīng)_蝕脫落。所以澆注料應(yīng)具有較高的致密性以抵抗熔渣的侵蝕。

鐵溝料的氧化損毀

Al203-SiC-C質(zhì)鐵溝澆注料中含有C,C的潤濕性較差，不易與鐵水和爐渣等發(fā)生反應(yīng)，可以減緩熔渣對澆注料的溶蝕。但C在高溫下很容易發(fā)生氧化，生成的揮發(fā)物使得澆注料致密性和強度下降;同時C氧化后形成脫碳層，致使爐渣對澆注料的侵蝕加劇。為了抑制澆注料中含碳材料的氧化，一般加入少量的抗氧化劑。