耐火磚的抗侵蝕性主要與材質(zhì)的原料有關(guān)，根據(jù)材質(zhì)不同分為酸性耐火磚、中性耐火磚和堿性耐火磚，分別對酸性熔渣、酸堿熔渣和堿性熔渣的抵抗力強(qiáng)。那么耐火磚的抗侵蝕性與哪些因素有關(guān)呢？
首先要明白什么是抗侵蝕性。抗侵蝕性是指耐火磚在高溫下抵抗各種侵蝕介質(zhì)侵蝕和沖蝕作用的能力。這些侵蝕介質(zhì)包括各種爐渣(高爐、電爐、轉(zhuǎn)爐、精煉爐、有色金屬冶煉爐煅燒爐、反應(yīng)爐)燃料、灰分、飛塵鐵屑、石灰、水泥熟料、氧化鋁熟料、垃圾液態(tài)熔融金屬、玻璃熔液、酸堿、電解質(zhì)液、各種氣態(tài)物質(zhì)(煤氣、CO硫、鋅及堿蒸氣)等。
其次抗侵蝕性的重要性。抗侵蝕性是衡量耐火磚抗化學(xué)侵蝕和機(jī)械磨損的一項(xiàng)非常重要的指標(biāo),對于制定正確的生產(chǎn)工藝,合理選用耐火材料具有重要的意義。
影響抗侵蝕性的因素都有哪些：影響耐火磚抗侵蝕性的因素有內(nèi)在的和外在的。內(nèi)在因素主要包括:耐火材料的化學(xué)、礦物組成。耐火磚的組織結(jié)構(gòu)與其他性能等;外在的有:侵蝕介質(zhì)的性質(zhì)、使用條件(溫度、壓力等)以及侵蝕介質(zhì)與耐火磚在使用條件下的相互作用。
(1)耐火磚的化學(xué)、礦物組成。不同化學(xué)組成的材料其抗侵蝕性不同,酸性耐火磚對酸性侵蝕介質(zhì)有較好的抗侵蝕性,而堿性耐火磚抵抗酸性侵蝕介質(zhì)侵蝕的能力就很弱。耐火磚是多相聚集體,由主晶相和基質(zhì)組成。主晶相的耐火度高、晶粒大、晶界少,抗侵蝕性相對好一些;若基質(zhì)中雜質(zhì)含量高,則易于形成液相,若形成的液相黏度低,對材料的抗侵蝕性不利。
(2)耐火磚的組織結(jié)構(gòu)。主要指耐火磚中各物相的分布與結(jié)合情況以及氣孔的數(shù)量、大小、形狀及分布狀況。
(3)耐火磚的其他性能。耐火磚的體積密度、顯氣孔率、抗熱震性、抗氧化性、高溫積穩(wěn)定性等對其抗侵蝕性影響很大。體積密度高、氣孔率低的致密材料相對疏松的材料有較好的抗侵蝕性；抗熱震性差的材料受到熱沖擊(旋轉(zhuǎn)的時候,會出現(xiàn)裂紋或開裂剝落,從而使侵蝕介質(zhì)進(jìn)入磚體內(nèi)部,導(dǎo)致其抗侵蝕性降低；抗氧化性差的含碳耐火材料,表面氧化后形成脫碳層,結(jié)構(gòu)疏松易脫落,使抗侵蝕性降低;高溫體積穩(wěn)是:用定性差的材料,一般也會使其抗侵蝕性變差。
(4)侵蝕介質(zhì)的影響。主要指侵蝕介質(zhì)的定的化學(xué)組成、酸堿性、黏度、介質(zhì)的溫度、流動速度(靜態(tài)還是動態(tài)),壓力和氣氛(對氣態(tài)侵蝕介渣性質(zhì),氧化性還原性等)等。
(5)耐火磚與侵蝕介質(zhì)的相互作用。耐火磚與侵蝕介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)形成高熔點(diǎn)或高黏度物相,有利于降低對材料的侵蝕。
(6)使用條件的影響。主要包括溫度高低及波動情況壓力、氣氛、接觸時間及面積等。溫度高,波動大,壓力大或真空,氣氛侵蝕性強(qiáng),渣接觸時間長、面積大,對材料的侵蝕就越嚴(yán)重。
提高耐火磚抗侵蝕性可采取如下措施:
(1)提高原料的純度,改善制品的化學(xué)礦物組成,盡量減少低熔物及雜質(zhì)的含量;
(2)注意耐火材料的選材,盡量選用與侵蝕蝕介質(zhì)的化學(xué)組成相近的耐火材料;另外,耐火材料在使用中,還應(yīng)該注意到所用材料之間化法學(xué)特性應(yīng)相近,防止或減輕在高溫條件下所用材料之間的界面損毀反應(yīng)。
(3)選擇適宜的生產(chǎn)方法,獲得具有致密而均勻的組織結(jié)構(gòu)的制品。
根據(jù)各類耐火材料的耐磨性強(qiáng)弱，大體上可分為三類：碳化硅質(zhì)耐火材料的耐磨性最強(qiáng)，高鋁質(zhì)耐火材料和剛玉質(zhì)耐火材料的耐磨性居中，堿性耐火材料、硅質(zhì)、粘土質(zhì)耐火材料的耐磨性最差。
高鋁質(zhì)耐火材料由于氧化鋁含量差異較大，其磨損量分布范圍較寬。
礦物的硬度越高，其耐磨性越強(qiáng)，也可以這樣說，碳化硅質(zhì)耐火材料磨損量最小。因此，一些關(guān)鍵侵蝕的部位，都選用耐磨耐火材料。
而氮化硅結(jié)合碳化硅材料的結(jié)合相氮化硅的硬度高、強(qiáng)度大，耐粘土結(jié)合碳化硅材料的結(jié)合相莫來石和玻璃相的硬度較小，因此，氮化硅結(jié)合碳化硅材料比粘土結(jié)合碳化硅材料有更好的耐磨性。
用相同高鋁礬土孰料制備的高鋁澆注料的耐磨性優(yōu)于高鋁磚，兩者的磨損量相差約60%-90%，同樣，粘土澆注料的耐磨性會優(yōu)于粘土磚的。
澆注料采用微粉技術(shù)和低水泥澆注料的致密度通常大于對應(yīng)的耐火磚，因?yàn)闈沧⒘喜捎酶罅６鹊墓橇希覞沧⒘系墓橇媳壤螅橇贤ǔ］^基質(zhì)更致密更耐磨。
耐火澆注料烘干后的物相組成和組織結(jié)構(gòu)與經(jīng)過燒烤，高溫使用后的是不一樣的，這也是不定形澆注料的特點(diǎn)。在試驗(yàn)室中，高鋁耐火澆注料在熱處理后，較高溫度后的高鋁澆注料耐磨性較差。
而現(xiàn)在一些澆注料為了起到耐磨性，一般都是碳化硅來提高澆注料的耐磨性能。而好多澆注料生產(chǎn)廠家，更是把加黑碳化硅改成綠碳化硅，因?yàn)楹谔蓟?00目，而綠碳化硅320目，尤其是結(jié)合微粉技術(shù)后的綠碳化硅，使?jié)沧⒘狭鲃有院茫湍バ愿鼜?qiáng)。
抗渣性是耐火磚的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它是指耐火磚在高溫下抵抗熔渣侵蝕而不破壞的能力。通常抗渣性越高，抗熔渣滲透性越強(qiáng)，使用壽命越長。熔渣侵蝕過程主要是耐火材料內(nèi)部的侵入(滲透)過程。根據(jù)耐火磚不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)主要分為以下三個方面：
(1)單純?nèi)芙饽突鸫u與熔渣不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物理溶解作用。
(2)反應(yīng)溶解耐火磚與熔渣在其界面處發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使耐火磚的工作面部分轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿畚?反應(yīng)產(chǎn)物)而溶于渣中,同時改變了熔渣和制品的化學(xué)組成。
(3)侵入變質(zhì)溶解作用,高溫溶液或熔渣通過氣孔侵入耐火材料內(nèi)部深處,或通過耐火材料的液相擴(kuò)散和向耐火磚內(nèi)部產(chǎn)生固相中擴(kuò)散,使制品的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生質(zhì)變而溶解。
耐火磚根據(jù)酸堿性質(zhì)不同主要分為酸性、中性和堿性耐火磚，其中酸性耐火磚主要是以sio2為主要成分；中性耐火磚主要是指以AL2O3和sio2為主要成分的硅酸鋁質(zhì)耐火磚；堿性耐火磚主要是MGO為主要成分。不同成分耐火磚抗渣侵蝕機(jī)理如下：
高爐爐底炭磚向鐵水中的溶解即屬于單純?nèi)芙庾饔谩?/span>
硅酸鋁質(zhì)耐火材料中的粘土磚在熔渣中的溶解過程主要是發(fā)生在界面處的反應(yīng)溶解過程。由于粘土磚在高溫下的液相黏度仍很大,熔渣氧化物不易滲入液相中并在其中擴(kuò)散,加上玻璃相和均勻分布在玻璃中的莫來石細(xì)晶粒的化學(xué)性質(zhì)差別不大,從而使它們?nèi)芙馑俣鹊牟顒e不顯著,使溶解過程主要發(fā)生在接觸界面上。
堿性耐火磚的熔渣侵蝕過程是典型的侵入變質(zhì)溶解過程,如普通鎂質(zhì)制品中處于軟化狀態(tài)的、化學(xué)穩(wěn)定性小的鎂質(zhì)基質(zhì)與熔渣相互作用后,使其中的氧化物富集起來,高溫下隨著液相的組成黏度和數(shù)量的變化,可使液相通過氣孔向耐火材料內(nèi)部的較冷部分移動,從而改變了耐火磚的化學(xué)礦物組成和組織結(jié)構(gòu),并在制品表面附近形成化學(xué)礦物組成和組織結(jié)構(gòu)不同的變質(zhì)層段帶,從而加速制品的損壞。
