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    为什么刚玉砖比较抗碱金属侵蚀

    添加时间:2022年3月30日  浏览次数:

    种硅铝质耐火材料在碱金属的作用下,破损膨胀程度有显著的差异,即刚玉比较抗碱金属的侵蚀,体积变化最小,高铝砖莫来石成分破损膨胀最为严重,粘土砖介乎二者之间。但在

    高温和高碱金属浓度下不存在绝对抗碱金属侵蚀的硅铝质耐火材料。

    为什么刚玉砖比较抗碱金属侵蚀,莫来石最不抗碱,粘土砖介乎二者之间呢?为了澄清这一问题,首先需要分析碱金属的破坏现象有哪些?

    1. 碱金属损坏铝硅质耐火材料往往伴随体积膨胀,而且刚玉碱膨胀少,莫来石砖碱膨胀多,粘土砖介乎二者之间。

    耐火砖

    2. 这种碱金属的破损作用伴随着炉内生产时候的烟碳沉析,当高温炉内耐火材料失去强度的时候,往往有碱金属、锌和烟碳共存,并在完全没有新生态氧化物的催化作用下,在炉内下部1200℃的高温区内仍有烟碳沉析,这绝不是反应所致,当停炉后检测炉衬耐火材料的成分分析如下:

    可见碱金属的变化随着C含量的增加沉析也多,由此可以推断,有下列反应存在:

    2K+CO=K2O+C

    反应的温度应在815℃以下。实际上,由于反应生成的新生态K2O非;钇,它能立即与耐火砖中的AL2O3SiO2反应,这样就使得反应式的温度区间更大,这一反应表明,碱金属破损硅铝质耐火材料,是由于CO和钾蒸汽同时进入砖缝或空隙内进行反应的结果,它理所当然地会伴随烟碳的沉析。

    1. 碱金属使得硅铝质耐火材料膨胀的反应产物是白榴石、钾霞石、β-刚玉,以及沉析烟碳,为了了解碱金属破损硅铝质耐火材料的反应产物,我们就K2CO3对各种硅铝质耐火材料反应后的试样进行了矿物实验,发现反应产物中确有K2O·AL2O3·4SiO2(白榴石)、K2O·AL2O3·2SiO2(钾霞石)、以及β-AL2O3(钾刚玉)存在,根据以上分析,有充分理由写出下列反应过程:

    6K+3CO+3AL2O3·2SiO2+10SiO2=3K2O·AL2O3·4SiO2+3C 体积膨胀+30.8%

    对于含SiO2少的高铝砖

    6K+3CO+3AL2O3·2SiO2+4SiO2=3K2O·AL2O3·2SiO2+3C 体积膨胀+50.7%

    对于刚玉

    2K+CO+11AL2O3=K2O·11AL2O3+C 体积膨胀+29.85%

    这些反应安全能够解释上述中中现象,即碱金属破坏硅铝质耐火材料伴随碳素沉积,并能形成上述碱金属的硅铝酸盐和β-刚玉,由此引起硅铝质耐火材料异常膨胀。

    关键词:碱金属   刚玉   耐火材料   高铝砖   
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