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    耐火澆注料的物相和化學成分分析

    • 來源:鑫富華耐火材料廠
    • 發布日期:2021-08-11
    澆注料外觀分析

           從樣品的截面可以看出,一層呈淡黃色,有明顯的腐蝕現象,說明澆注料表面產生液相;二層為白色,結構X松散,澆注料完全變質,基本上是堿鹽結晶堆積;三層為淡黑色,結構致密,可以看到澆注料成分中的骨粒;四層為灰色,結構致密,未發現結晶物可清晰看到澆注料的基質部分和骨粒。

    澆注料的物相組成分析

           顯示了襯里澆注料樣品的XRD圖譜。1層礦物組成主要是鈣長石(CAS)、硅灰石(CAS)和鉀長石(KAS6)相。根據分析,該位置出現的硅灰石(C)是由于水泥熟料在燃燒器襯里中的粘附而產生的。鈣質長石(CAS)的產生可能是由于水泥熟料中的鈣質滲入襯里澆注料中,與澆注料基質部分發生反應而產生的。鉀長石(KAS6)的產生過程可能是由于原燃料中的堿性物質在高溫鍛燒過程中揮發出含K的氣相物質,與燃燒器澆注料相遇后,與澆注料表面凝聚沉積,與澆注料基質在高溫下反應而產生的。兩種礦物都是低熔體,在高溫下熔化產生液相,導致襯里表面熔化,減少澆注料的磨損,從而加速其磨損。

    在1層中礦物組成中未發現碳化硅(SiC)相,說明該層中SiC在高溫條件下發生了氧化。2層的礦物組成主要是剛玉、碳化硅和白榴石相(KAS?體積膨脹29%)和鉀剛玉KAlO?體積膨脹約27.8%)。分析認為是原燃材料中的K、Na在高溫狀態下與澆注料中的α-Al?O?和硅微粉發生如下反應:3Al?O?+3K?O+8SiO?→3(K?O?Al?O??4SiO?),體積膨脹29%。鉀剛玉KAlO?是由于澆注料基質中的Al?O?與進入澆注料內部的K?O反應生成理論上會產生27.8%的體積膨脹;高溫下Al?O?與K?O反應還可能生成KAl?O??,在冷卻過程中會轉變成KAl??O??,也會帶來一定的體積變化。二者綜合作用導致襯體結構的破壞,致使襯體澆注料的損毀。

    碳化硅(SiC)相SiC)相,其原因是一層中的SiC氧化后,在襯里表面形成一層SiO薄膜,從而限制了內部SiC相氧化。理論上,一層SiC氧化形成的SiO薄膜也可以防止堿蒸汽進入澆注料,但在二層中也發現了堿金屬的存在。原因可能是燃燒器位于窯頭罩的空間,襯里澆注料長期被夾雜著飛砂的高溫二次風沖刷,破壞了襯里表面的SiO薄膜,導致堿蒸汽進入澆注料內部形成連續腐蝕。

    3、4層中主要是剛玉(Al、O)、碳化硅(SiC)相,這與Al、O-SiC系列澆注料的主要礦相一致,表明3、4層不受堿鹽侵蝕。

    澆注物的化學成分分析

           襯里澆注料樣品的X射線熒光光譜分析。從表1中的數據可以看出,1層和2層含有大量的K鹽和Na鹽,而澆注料中原有的Al和Si成分明顯低于正常值,說明已經被堿性物質嚴重腐蝕。一層CaO的量明顯高于正常值,分析其來源是水泥熟料。其過程可能是燃燒器襯里澆注料的表層在K、Na等物質的作用下高溫產生液相,水泥熟料飛砂粘附在澆注料表面造成的。從1層到3層,Na的含量明顯減少,而K在3層仍有相當數量的存在,K的滲透性可能強于Na。二層中,K的含量遠高于Na,因此推斷澆注料內部基質的化學腐蝕和破壞主要是K鹽。
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