中頻爐內(nèi)襯耐火材料抗硅鐵渣侵蝕性能(下)

廠家：中頻爐內(nèi)襯耐火材料抗硅鐵渣侵蝕性能(下) 日期：：2020-01-30 瀏覽次數(shù)： 76

中頻爐內(nèi)襯材料板狀剛玉、電熔白剛玉、鋁鉻渣三種試樣的體積密度、顯氣孔率、常溫抗折強(qiáng)度和常溫耐壓強(qiáng)度如圖 1、圖 2 所示。由圖可知，板狀剛玉試樣顯氣孔率最小，鋁鉻渣顯氣孔率最大，但是板狀剛玉的體積密度小于鋁鉻渣的體積密度。電熔白剛玉的顯氣孔率和體積密度雖處于板狀剛玉和鋁鉻渣兩者之間，但電熔白剛玉試樣常溫抗折和耐壓強(qiáng)度最大。因此就中頻爐內(nèi)襯材料綜合性能而言，電熔白剛玉試樣最佳。

中頻爐動(dòng)態(tài)抗渣實(shí)驗(yàn)后三種試樣和坩堝澆注料試樣的宏觀圖片如圖 3 所示。坩堝澆注料是以板狀剛玉和活性氧化鋁為骨料、鉻綠為細(xì) 粉、純鋁酸鈣水泥 ( secar 71) 為結(jié)合劑制備的。在切割分離坩堝中鑲嵌的試樣的過(guò)程中，由于切割機(jī)的震動(dòng)對(duì)試樣產(chǎn)生剪切應(yīng)力，導(dǎo)致試樣斷裂，試樣斷裂的程度與試樣的強(qiáng)度成正相關(guān)。在切割過(guò)程中板狀剛玉試樣未斷裂，僅在侵蝕處出現(xiàn)裂紋，并且圖 4 中板狀剛玉試樣的截面圖反映試樣基質(zhì)和骨料燒結(jié)良好，結(jié)構(gòu)致密。電熔白剛玉試樣與板狀剛玉試樣相比裂紋較大，但是整體結(jié)構(gòu)完整，其截面圖較板狀剛玉試樣基質(zhì)部分出現(xiàn)較多的大氣孔，可能是由于物料的級(jí)配和搗打工藝導(dǎo)致; 鋁鉻渣試樣基本已經(jīng)破碎，從破碎的斷口處可以看出，試樣內(nèi)部的基質(zhì)處和骨料均具有較多的小氣孔，樣品結(jié)合性較弱，強(qiáng)度較低，導(dǎo)致切割過(guò)程中損毀嚴(yán)重。

對(duì)上述四種中頻爐內(nèi)襯試樣侵蝕部位進(jìn)行觀察如圖 5 所示。試樣寬度均為 25 mm，板狀剛玉試樣被侵蝕約 5 mm，電熔白剛玉試樣未觀察到宏觀侵蝕，鋁鉻渣試樣被侵蝕約 12 mm，坩堝澆注料試樣被侵蝕約 5 mm，按公式 ( 1) 計(jì)算試樣侵蝕指數(shù)如表 3 所示。侵蝕指數(shù) Ｒ = 侵蝕面積測(cè)量面積 × 100%

從圖 6b 中可以看出，試樣抗熔渣侵蝕和滲透能力均較強(qiáng)。當(dāng)中頻爐熔渣與試樣接觸時(shí)，在工作層表面形成了一個(gè)明顯的邊界層，這是由于基質(zhì)中含有一定量的 Cr2O3，一方面 Cr2O3 與剛玉骨料形成固溶體，鋁鉻固溶體的存在可阻止熔渣向內(nèi)部的侵蝕滲透，顯著提高其抗 SiO2-FeO 渣侵蝕性能。另一方面渣中的 FeO 和 SiO2 與 Al2O3 和 Cr2O3 成分反應(yīng)生成鐵鉻、鐵鋁尖晶石、莫來(lái)石等高熔點(diǎn)化合物，生成的高熔點(diǎn)化合物填充于基質(zhì)和氣孔從而提高了材料的致密性度并且能有效的抵抗?fàn)t渣的侵蝕。圖 6c 為鋁鉻渣經(jīng)爐渣侵蝕后的 SEM 和 EDS 圖片，由于試樣氣孔率較高，且骨料雜質(zhì)含量高，導(dǎo)致高溫?zé)蓵r(shí)液相量和基質(zhì)遷移所造成的空隙增加。高溫下，中頻爐熔融的爐渣和液相沿著氣孔、裂紋和空隙滲入材料內(nèi)部導(dǎo)致?tīng)t渣對(duì)試樣的侵蝕深度的急劇增加。

通過(guò)中頻爐熔渣侵蝕實(shí)驗(yàn)，對(duì)三種試樣抗侵蝕性能進(jìn)行對(duì)比，結(jié)論如下: ( 1) 與板狀剛玉試樣、和鋁鉻渣試樣相比，電熔白剛玉試樣的抗硅鐵爐渣侵蝕性能最好。 ( 2) 鋁鉻固溶體的存在有利于提高材料的抗侵蝕和滲透性能，中頻爐爐渣中的 FeO 能與試樣中的 Al2O3 和 Cr2O3 成分反應(yīng)生成鐵鉻、鐵鋁尖晶石等高熔點(diǎn)化合物，鐵鉻、鐵鋁尖晶石填充于基質(zhì)和氣孔中提高試樣的抗?fàn)t渣侵蝕性能。

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