耐火材料在使用過程中,要經(jīng)受高溫、溫度驟變、氣氛變化以及煙塵、粉塵、蒸汽、金屬溶液和熔渣侵蝕,其損壞機(jī)理十分復(fù)雜。不但是渣侵蝕(連續(xù)型)而且還有斷裂和剝落(非連續(xù)型)的因素。通過近幾年各種高溫窯爐用耐火材料襯體損壞原因,河南德仁耐火材料廠家小編總結(jié)了一下?lián)p壞機(jī)理的分類,以供借鑒。
一、連續(xù)發(fā)生的侵蝕。主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面。(1)在表面的熔解、氣化。①在熔融相、氣相中的擴(kuò)散;②熔融相、氣相與磚的界面反應(yīng)。(2)從耐火磚內(nèi)部的熔解、氣化。①熔融相、氣相成分的侵蝕;②熔融相、氣相氣化成分向外部排出。
二、不連續(xù)發(fā)生的侵蝕。主要變現(xiàn)為3個(gè)方面。(1)發(fā)生龜裂。①由于浸透物的反應(yīng)生成低密度相;②伴隨體積膨脹變化的相轉(zhuǎn)移;③再加熱引起的局部收縮和熱應(yīng)力集中;④氣泡的局部集中;⑤結(jié)構(gòu)上的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力集中;⑥構(gòu)成相的熱應(yīng)力和彈性模量的各項(xiàng)異性;⑦與氣相反應(yīng)引起的析出沉積,⑧機(jī)械沖擊。(2)局部的高溶解度、高蒸汽壓力或低粘結(jié)性相的存在或生成(3)由于磨損造成的損耗。
耐火材料在使用中的損毀方式可以歸納為以下三種形態(tài):
Ⅰ.由于結(jié)構(gòu)體的機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力導(dǎo)致耐火工作襯產(chǎn)生不規(guī)則的裂紋(熱的、機(jī)械的剝落或者掉片)而破壞。
Ⅱ.由于熔渣的浸潤(rùn)和熱面(工作表面)上的溫度波動(dòng)而使耐火材料的結(jié)構(gòu)變化,因此形成特有的變質(zhì)層,在原質(zhì)層和變質(zhì)層的交界面上產(chǎn)生同加熱面平行的裂紋(結(jié)構(gòu)剝落)而損毀。
Ⅲ.由于同金屬熔液、熔渣和煙塵反應(yīng)而溶流和磨損,主要是由于產(chǎn)生液相而使工作表面層熔蝕(熔損)。
耐火材料在使用過程中,實(shí)際上在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的。所以,使耐火材料表面形成保護(hù)層,而且盡可能放慢該保護(hù)層的溶解速度以便控制熔渣侵蝕所產(chǎn)生的損毀能在最低限度之內(nèi)。為了降低保護(hù)層的溶解(擴(kuò)散)速度,保護(hù)層成分應(yīng)盡量是熔渣和非均勻系異相平衡相接近的高熔點(diǎn)物質(zhì)或高粘度溶液。