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玻璃和配合料的揮發(fā)物在池爐的上部空間和蓄熱室中部都存在,對這些部位的耐火保溫磚進(jìn)行化學(xué)侵蝕。揮發(fā)物的成分主要是高鋁聚輕磚堿金屬氧化物的化合物和硼的化合物,還有氟化物、氯化物和硫的化合物。這些揮發(fā)物除以氣相狀態(tài)與耐火材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)外,在溫度低時還會凝結(jié)成液相與耐火材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。其中鈉的化合物在1400℃。時就會冷凝。這些冷凝液體通過浸潤、擴(kuò)散向海南高鋁聚輕磚耐火材料氣孔內(nèi)滲透。尤其是當(dāng)上部結(jié)構(gòu)砌體有龜裂和未充滿泥漿的砌縫時,會給耐火材料造成很大的破壞。隨著池爐技術(shù)的進(jìn)步,蓄熱室的高度不斷增加,格子體自重對于下層格子磚及爐條碹的壓力很大,當(dāng)化學(xué)侵蝕將其損壞后,在損壞部位由于應(yīng)力集中而破壞,結(jié)果會導(dǎo)致整個格子體的倒塌。
連鑄功能耐火材料的材料體系,由最初簡單的熔融石英質(zhì)、鋁碳材質(zhì),逐步開發(fā)應(yīng)用了高耐蝕的鋯碳(渣線、棒頭)、鎂碳(棒頭、水口碗口、快換水口端面)、尖晶石碳(棒頭、水口內(nèi)壁)、高耐磨高碳化硅含量的耐用的莫來石磚或鋯英石碳(快換水口端面)、透氣材料(長水口碗口、內(nèi)壁)及眾多浸入式水口防堵塞襯體材料(莫來石質(zhì)、尖晶石質(zhì)、白云石質(zhì)、鋯酸鈣質(zhì)等)。所用原材料更是品種廣泛,主原料使用各種氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、氧化硅及合成海南高鋁聚輕磚莫來石、尖晶石、碳化硅、賽隆、阿隆等,碳源有鱗片石墨、無定形碳、瀝青、石墨微粉等;輔料發(fā)展更為全面、細(xì)微,各種防氧化劑(硅粉、碳化硅、低熔點(diǎn)玻璃粉、含硼材料、鋁粉、鋯化合物等)、增強(qiáng)劑、成型助劑、防潮劑等;結(jié)合劑雖仍以酚醛樹脂為主,有的輔以瀝青混合結(jié)合,酚醛樹脂的引入形態(tài)、稀釋調(diào)和劑、各種改性體(硼改性、鎳改性、碳化硅改性、白炭黑或有機(jī)硅改性等)等各公司不一,發(fā)展變化較大。
耐用的耐火保溫磚優(yōu)良的抗熱震性。水口使用前一般預(yù)熱到1100℃,而連鑄開澆鋼水溫度高達(dá)1500℃,水口需在1s內(nèi)承受開澆熱震溫差400℃??菇Y(jié)晶器保護(hù)渣侵蝕性好。渣線部位用鋯碳材料因ZrO2的引入,其耐渣蝕性增強(qiáng),但鋯碳材料因其較低的碳含量及ZrO2的相變又存在熱震炸裂風(fēng)險,因此要求預(yù)熱后不能降溫太快。同時,因耐用的高鋁聚輕磚廠家鋯碳材料如果與內(nèi)孔鋼水直接接觸,因其石墨含量及結(jié)合強(qiáng)度較低,在高速鋼流的沖刷下會被快速熔損,所以必須與本體鋁碳材料或內(nèi)襯材料配合使用。抗鋼液侵蝕性好,尤其是內(nèi)孔部分,既要抗鋼水沖刷,又要耐化學(xué)侵蝕。浸在結(jié)晶器中的本體部分很少被侵蝕,這也是選擇鋁碳質(zhì)浸入式水口的主要原因。
高堿玻璃具有較低的黏度,硼硅酸鹽玻璃的表面張力小,所以,它們的侵蝕作用就劇烈。提高熔制溫度會降低熔融玻璃液的黏度和表面張力,從而也加速了侵蝕作用。含硼酸、磷酸、氟、鋁、鋇化合物的玻璃液,對隔熱磚有劇烈的侵蝕作用,強(qiáng)烈的玻璃液對流和不穩(wěn)定的液面會把保護(hù)層沖刷掉,加速蝕損。對耐用的高鋁聚輕磚耐火材料本身來說,蝕損程度主要與它的化學(xué)組成、礦物組成和結(jié)構(gòu)狀態(tài)有關(guān)。一般耐火材料的結(jié)構(gòu)都是由一個或多個晶相、玻璃相和氣相組成的。氣孔,特別是開口氣孔,是侵蝕劑滲入高鋁聚輕磚耐火材料內(nèi)部的通道,并使侵蝕面增加。相對于晶相來說,玻璃相是薄弱環(huán)節(jié),其化學(xué)穩(wěn)定性差,要提高耐火材料的抗侵蝕,必須使其高溫的穩(wěn)定晶相增多,玻璃相含量減少,且軟化溫度和黏度要大,氣孔率盡可能低。