提高耐火材料耐碱蒸气腐蚀性能的方法

碱蒸气腐蚀耐火材料主要与材料的孔隙结构和化学组成有关。孔隙结构主要影响碱蒸汽的渗透过程,而化学成分在侵蚀过程中影响化学反应过程。因此,提高耐火材料抗碱蒸汽侵蚀能力的方法应主要基于耐火材料的孔隙结构和化学成分的角度。

图注1:窑衬结构
图注1:窑衬结构

得到更多细节

为了提高耐火材料的耐碱腐蚀性能,除主要组分外,还在耐火材料体系中引入了一定的附加组分。这是因为一方面加入配料可以增加材料在烧结过程中的致密化,减少腐蚀性物质的渗透。另一方面,它还可以在侵蚀过程中改变炉渣的粘度或吸收一些腐蚀性物质。例如,尖晶石在冲渣过程中可以溶解炉渣中的某些成分,如Fe2O3和CaO。增加碱性炉渣的粘度,从而减少炉渣对耐火材料的渗透。因此,在镁质耐火材料中引入尖晶石可以显著提高其抗渗透性能。此外,通过在镁质耐火材料中引入氧化铝组分,在高温下原位形成了一定量的尖晶石,进一步增强了碱渣的抗侵彻性。

化学成分

一般来说,耐火材料的化学组成按各组分的含量和作用分为主要组分、添加剂组分和杂质组分。主成分是指对耐火材料的性能起决定性作用,构成耐火材料基体的成分。众所周知,耐火材料和炉渣都可以分为两类:酸性和碱性。为了提高材料的耐腐蚀性,腐蚀介质的酸碱度需要与材料的主要成分相匹配。渣的碱度通常用碱性氧化物含量与酸性氧化物含量之比来表示。最常见的是炉渣中CaO含量与SiO2含量的比值,即:

CaO含量与SiO2含量之比

高碱度的渣为碱性渣,低碱度的渣为酸性渣。酸性渣中含有较多的酸性氧化物,如SiO2、B2O3、P2O5、V2O5和氟化物。与酸性耐火材料相比,碱性耐火材料的熔融损失较小。碱性耐火材料更抗碱渣侵蚀,酸性耐火材料更抗酸渣侵蚀。例如在水泥回转窑、垃圾焚烧炉、玻璃窑炉中,大多采用方石尖晶石、镁铬、白云石等耐火材料作为窑衬。

图注2:镁铬砖
图注2:镁铬砖

获得免费的报价

为了提高耐火材料的耐碱腐蚀性能,除主要组分外,还在耐火材料体系中引入了一定的附加组分。这是因为,一方面,配料的加入可以增加材料在烧结过程中的致密化,减少腐蚀性物质的渗透;另一方面,它还可以在侵蚀过程中改变炉渣的粘度或吸收部分腐蚀性物质。

如尖晶石在冲渣过程中溶解炉渣中的Fe2O3、CaO等部分成分,增加碱渣的黏度,从而降低炉渣对耐火材料的渗透。因此,在镁质耐火材料中引入尖晶石可以显著提高其抗渗透性能。此外,通过在镁质耐火材料中引入氧化铝组分,在高温下原位形成了一定量的尖晶石,进一步增强了碱渣的抗侵彻性。

孔隙结构

耐火材料的孔隙结构包括孔隙率、孔径、封闭孔隙率、微孔比和孔隙曲率。孔隙结构会影响耐火材料的透气性,进而影响腐蚀性气体在耐火材料中的渗透过程。耐火材料的通孔越少,孔径越小,材料的孔结构越复杂,材料的透气性越低,这意味着材料的碱蒸汽透气性越好。

图注3:(左)气孔曲率(右)气孔直径
图注3:(左)气孔曲率(右)气孔直径

通过调整耐火材料的颗粒级配,加入一定量的微纳米粉,可以实现耐火材料孔隙结构的优化。研究表明,利用材料内部的物理和化学反应来减小材料的孔径和孔隙连通性也是调节材料微观结构的重要手段之一。

在耐火材料领域,加入了碳化物、硼化物、氮化物等微纳米颗粒。在氧化气氛中可以实现高温扩散或氧化,以封闭耐火材料中的部分孔隙,使这些材料具有优异的高温性能。

图注4:铝碳耐火砖
图注4:铝碳耐火砖

获得免费的报价

在含碳耐火材料中,一些添加剂如金属、金属合金、碳化物或氮化物也用于耐火材料的微孔设计。这些物质在制备和使用过程中形成一定的化合物或产生一定的体积膨胀作用,堵塞某些孔隙,降低孔隙率,在材料表面形成保护层,从而提高耐火材料的抗渗性能。

在碳质材料中,微孔炭砖采用颗粒最紧密堆积原理和原位分解膨胀原理制备。进一步的研究表明,如果高炉中存在气孔碳砖当小于1 μm时,铁水和锌水很难渗入材料,造成化学腐蚀。因此,<1 μm的平均孔径和孔体积比成为评价其质量的重要指标。

同样,硅微粉的引入也实现了铝碳耐火材料的微孔隙率。对不同孔径的耐火材料进行了透气性测试,发现孔径较小的耐火材料透气性较低。因此,这类耐火材料也表现出优异的耐腐蚀性能。

在莫来石耐火材料和方解石-尖晶石耐火材料中分别引入了锆石。结果表明,锆英石在分解过程中堵塞了材料中的孔隙,提高了材料基体的致密化。同时,材料抗碱腐蚀的能力也得到了提高。

图注5:刚玉莫来石砖
图注5:刚玉莫来石砖

获得免费的报价

通过对红柱石抗碱汽蚀机理的研究,发现当钠汽蚀红柱石材料时,形成的腐蚀产物会被锁定在莫来石网络中,限制了侵蚀的进一步发生。因此,这类材料表现出较好的耐碱腐蚀性能。

从耐火材料中腐蚀性气体的渗透角度来看,上述工作减小了耐火材料中孔隙的直径,堵塞了部分孔隙。这有利于增加孔隙结构的复杂性,降低孔隙的连通性,增加腐蚀性气体在耐火材料中渗透的附加阻力和惯性力,从而显著减少材料的侵蚀。

德赢备用网站德赢 Win熔盛耐火材料生产厂家

德赢备用网站德赢 Win熔盛耐火材料生产及销售厂家是一家经验丰富、实力雄厚的耐火材料生产厂家。德赢备用网站熔盛耐火材料产品已远销世界60多个国家和地区等。并得到了客户的好评和退货订单。德赢备用网站熔盛还拥有丰富的开发设计经验耐火砖以及各种不定型的耐火材料。我们成熟的技术团队已经对不同高温窑的特殊耐火材料要求给出了满意的答复。无论您是需要购买标准耐火砖产品,还是需要购买特殊材料、形状的耐火砖产品,我们的技术团队将为您提供满意的服务。此外,熔盛拥有先进的环保型德赢备用网站全自动设备单片耐火材料生产线年产量达吨。为各种不定型耐火材料对高温窑炉内衬的需求提供了可靠的保证。欢迎垂询。

    想知道耐火材料的价格吗?现在把你的要求留在这里!

    Baidu