耐火材料受侵蝕形成變質層后, 當(dang)溫度波動時, 由于各種變(bian)質層與未變(bian)質層間, 或(huo)由于變質(zhi)層內(nei)各物相間的(de)熱(re)膨(peng)脹性差別(bie), 更易使此種崩裂激化。當耐火材(cai)料的變質層崩裂剝(bo)落后(hou), 在(zai)侵蝕(shi)介質(zhi)作(zuo)用(yong)下還(huan)可形成新的變(bian)質(zhi)層, 產生(sheng)新的崩裂, 如此循(xun)環不已, 就使(shi)耐火材料受(shou)到(dao)嚴重損毀。
結構崩(beng)裂是渣蝕最常(chang)見的損毀形式之一(yi), 在一些(xie)易(yi)產生較厚變質層的耐火材料中(zhong), 因(yin)渣蝕(shi)產(chan)生結(jie)構崩裂, 往往是最主要的(de)原因。減(jian)緩結構(gou)崩裂(lie)(lie)的措施。避免耐火材料產生結構(gou)崩裂(lie)(lie)或減(jian)緩其(qi)危害(hai), 最主要的(de)措(cuo)施(shi)是(shi)降低(di)熔渣的(de)滲(shen)透性。為此, 必(bi)須(xu)降低耐(nai)火材料(liao)受熔渣(zha)的潤濕性, 提高材料的致(zhi)密性, 降低材料中(zhong)的雜質含量, 以及(ji)減少晶(jing)界, 盡量減少氣(qi)孔(kong)、基質(zhi)和晶界通道作用。
渣蝕的(de)其他反應與危害。
①加速(su)熔(rong)毀(hui)。耐火材料在服(fu)役中(zhong)僅受(shou)高(gao)溫熱負荷(he)作用而熔(rong)融稱(cheng)為熔(rong)毀(hui)或熔(rong)損。當其(qi)與熔(rong)渣反應形成易熔(rong)物(wu)時,這種(zhong)助熔作用,一方面(mian)使耐火材料的晶相骨架結構(gou)遭(zao)受(shou)破壞, 高溫強度受到嚴重損(sun)害(hai), 加速熔損過(guo)程; 另(ling)一方面, 由于液相的遷移(yi), 使材(cai)料收(shou)縮, 造成材(cai)料(liao)及砌體開裂, 加(jia)速渣蝕和破(po)壞(huai)砌(qi)體(ti)的(de)穩定(ding)性(xing)。
②還原或(huo)(huo)氧化(hua)的危害。耐火材料組分被還原或(huo)(huo)氧化(hua)后,若產物在服(fu)役(yi)的溫度(du)下為(wei)氣體,則因(yin)氣體的逸出(chu), 直接導致耐火材料的部分消耗(hao),導致結(jie)構疏(shu)松(song)和結(jie)合強度降低, 渣蝕(shi)危害加劇。如當硅質(zhi)或(huo)鎂質(zhi)耐火材(cai)料同鐵(tie)水接觸時, 鐵(tie)水(shui)中(zhong)的碳即可將耐火材料中(zhong)的SiO2和MgO 還(huan)原成SiO或Si和Mg。在一(yi)些用(yong)過的殘磚中(zhong)常見金(jin)屬(shu)顆粒,就緣于此。又如熔渣與耐(nai)火(huo)材料接觸時,含碳耐火材料的損毀,首先是從其(qi)中的(de)石墨等含碳組分的(de)氧化開(kai)始。
為(wei)了減緩耐火(huo)材料被還原的(de)危害,應盡量將其中易還原的氧化(hua)物合成(cheng)為較穩定的復合化(hua)合物,如鎂鉻磚(zhuan)中的Cr2O3與鐵水接觸時易被還原(yuan),但當與MgO 化合(he)為MgO·Cr2O3后則(ze)還原程度降低。
③ 沖(chong)(chong)蝕。沖(chong)(chong)蝕是(shi)由于流體沖(chong)(chong)擊耐火材料工作表(biao)面, 使其中的固(gu)體顆(ke)粒直接損耗。當流動的熔渣沖擊耐火材料表面(mian)時,由(you)于流(liu)體(ti)的(de)沖擊、摩(mo)擦和擠壓以及(ji)剪切等(deng)動力和靜壓力作用,極易產生或助長變形(xing), 導致材料表(biao)層直接(jie)損耗(hao), 又可因附渣層變薄(bo)或(huo)侵蝕面(mian)更新而加劇(ju)渣蝕。在耐(nai)火(huo)材料垂直的工作面(mian)上, 當(dang)與熔渣形成(cheng)的(de)熔融體(ti)與熔渣的(de)密度(du)差別較大(da)時(shi),也(ye)可因流(liu)體的流(liu)動, 使不(bu)同高度(du)上的侵(qin)蝕(shi)有所(suo)區別。
總之,耐火(huo)材(cai)料(liao)的渣蝕主要(yao)受化(hua)學(xue)作用和物理化(hua)學(xue)作用,也受物(wu)理和機械作用(yong)的影(ying)響,這些作用往(wang)往(wang)交替進行。但是, 就各種(zhong)耐火(huo)材(cai)料與熔渣而言, 甚至在(zai)作(zuo)用的各個不同階段。