耐火材料是(shi)高(gao)溫冶煉及(ji)高(gao)溫窯爐等(deng)熱工設備的關鍵結(jie)構材料，能(neng)承受相應(ying)的物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)及(ji)機械作用(yong)，是(shi)高(gao)溫技(ji)術不(bu)可缺少的基礎材料，廣泛應(ying)用(yong)于鋼鐵、陶瓷、建材、電(dian)子(zi)、石化(hua)(hua)等(deng)領域中。其中鋼鐵行(xing)業耐火材料用(yong)量(liang)最(zui)大，約占 60％ -70％，主要用(yong)于高爐、轉爐、鋼包等；陶瓷行業耐火材料(liao)用(yong)量相對較大，約占(zhan) 6%，主(zhu)要用于窯具(ju)、功能(neng)陶(tao)瓷等；水泥行業用耐火材料(liao)約占(zhan) 4%，主要應用于回轉窯(yao)(yao)等大(da)型高(gao)溫窯(yao)(yao)爐；電(dian)子、石化工業的耐火材料用量較少，約占(zhan)3%，主要(yao)用(yong)于(yu)其高溫生產過程中的窯爐(lu)。耐(nai)火(huo)(huo)材料在(zai)(zai)高溫條件(jian)下使用(yong)除了(le)要(yao)經受(shou)高溫強度和熱震穩(wen)定(ding)性(xing)外，有些地(di)方還會(hui)受(shou)到各種介質的侵蝕(shi)(shi)，致使耐(nai)火(huo)(huo)材料使用(yong)循(xun)環周期縮短，壽命(ming)降低。很多學者(zhe)在(zai)(zai)耐(nai)火(huo)(huo)材料抗侵蝕(shi)(shi)方面的研究(jiu)取(qu)得了(le)不少成(cheng)果，本文綜述了(le)不同領域用耐(nai)(nai)火(huo)(huo)材(cai)料(liao)(liao)的(de)抗侵(qin)(qin)(qin)蝕研(yan)究，并總結(jie)了提高耐(nai)(nai)火(huo)(huo)材(cai)料(liao)(liao)抗侵(qin)(qin)(qin)蝕的(de)途(tu)徑(jing)以及耐(nai)(nai)火(huo)(huo)材(cai)料(liao)(liao)抗侵(qin)(qin)(qin)蝕研(yan)究的(de)未來發(fa)展(zhan)方向。

1 提高耐(nai)火材(cai)料抗(kang)侵蝕的途徑

1.1 選(xuan)擇(ze)合適的耐火材(cai)料

根據侵蝕(shi)介(jie)質(zhi)不(bu)同選(xuan)(xuan)擇(ze)合適(shi)耐(nai)火材(cai)料(liao)(liao)，首先選(xuan)(xuan)擇(ze)不(bu)與(yu)侵蝕(shi)介(jie)質(zhi)發生物理(li)化學反應的耐(nai)火材(cai)料(liao)(liao)，即酸性(xing)侵蝕(shi)介(jie)質(zhi)選(xuan)(xuan)擇(ze)酸性(xing)或(huo)中(zhong)性(xing)耐(nai)火材(cai)料(liao)(liao)，而堿(jian)性(xing)侵蝕(shi)介(jie)質(zhi)選(xuan)(xuan)擇(ze)堿(jian)性(xing)或(huo)中(zhong)性(xing)耐(nai)火材(cai)料(liao)(liao)，有(you)利于提高耐(nai)火材(cai)料(liao)(liao)的抗侵蝕(shi)性(xing)。

1.2 降低侵蝕介質與耐火(huo)材料的潤(run)濕性(xing)

可以在耐火材料(liao)中添加某些(xie)物(wu)質，降低侵蝕(shi)介質對耐火材料(liao)的潤濕性，減少接(jie)觸面積，進而阻止熔渣對材料(liao)的滲透，提高抗侵蝕(shi)性能(neng)。

1.3 耐火(huo)材料中(zhong)形(xing)成微氣孔(kong)結(jie)構

用適(shi)當的(de)(de)方法使耐火材料產生微氣孔提(ti)高耐火材料結構的(de)(de)致密性，使侵蝕介質(zhi)難以通(tong)過氣孔向(xiang)深層滲透，且受熱膨(peng)脹時承受一(yi)定的(de)(de)收縮，阻止介質(zhi)的(de)(de)侵蝕，從而增加(jia)材料的(de)(de)抗(kang)侵蝕性能。

1.4 耐火(huo)材(cai)料(liao)表面形成致密(mi)保護(hu)層

在耐(nai)(nai)火(huo)(huo)材料(liao)(liao)表(biao)(biao)面形成保護(hu)層(ceng)的措施主要有：一(yi)是(shi)通過耐(nai)(nai)火(huo)(huo)材料(liao)(liao)與(yu)侵(qin)(qin)蝕(shi)介質(zhi)等反應，在表(biao)(biao)面沉(chen)積形成熔點較高(gao)的共熔物(wu)致密層(ceng)；二是(shi)在耐(nai)(nai)火(huo)(huo)材料(liao)(liao)表(biao)(biao)面涂保護(hu)涂層(ceng)；三是(shi)在侵(qin)(qin)蝕(shi)介質(zhi)侵(qin)(qin)蝕(shi)時，使材料(liao)(liao)非(fei)氧(yang)(yang)化物(wu)表(biao)(biao)面發(fa)生氧(yang)(yang)化或(huo)擴散氧(yang)(yang)化形成致密氧(yang)(yang)化層(ceng)。這些方法都可(ke)阻止熔渣進一(yi)步的侵(qin)(qin)蝕(shi)，提(ti)高(gao)耐(nai)(nai)火(huo)(huo)材料(liao)(liao)的抗侵(qin)(qin)蝕(shi)性。

2 耐(nai)火材料(liao)抗(kang)侵蝕(shi)的研究(jiu)

2.1 水泥(ni)窯用耐火(huo)材料的抗侵蝕(shi)研究

水泥(ni)(ni)窯用(yong)耐火材料(liao)(liao)(liao)(liao)主(zhu)要(yao)在過(guo)渡(du)(du)帶(dai)和(he)燒成(cheng)帶(dai)侵(qin)蝕嚴重，侵(qin)蝕介質主(zhu)要(yao)是揮(hui)發性堿鹽（來自原(yuan)料(liao)(liao)(liao)(liao)和(he)燃料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)帶(dai)入(ru)的(de)堿以氯化(hua)物和(he)硫(liu)酸鹽的(de)形式揮(hui)發）、水泥(ni)(ni)熟料(liao)(liao)(liao)(liao)液相(xiang)。過(guo)渡(du)(du)帶(dai)和(he)燒成(cheng)帶(dai)所(suo)用(yong)材質主(zhu)要(yao)是鎂(mei)質耐火材料(liao)(liao)(liao)(liao)，使(shi)(shi)用(yong)最多的(de)是鎂(mei)鉻磚和(he)鎂(mei)鋁尖晶石磚。水泥(ni)(ni)原(yuan)料(liao)(liao)(liao)(liao)及燃料(liao)(liao)(liao)(liao)中的(de)鉀、鈉、硫(liu)、氯化(hua)合物形成(cheng)的(de)揮(hui)發性堿鹽進入(ru)磚的(de)氣孔(kong)內(nei)，隨(sui)著溫度(du)波動(dong)而液化(hua)或(huo)固化(hua)、沉淀、填充耐火磚空(kong)隙(xi)造成(cheng)受滲部分(fen)磚的(de)致密(mi)化(hua)、熱膨(peng)脹系(xi)數增(zeng)大和(he)脆化(hua)使(shi)(shi)其(qi)被(bei)侵(qin)蝕破壞(huai)；在燒成(cheng)帶(dai)和(he)過(guo)渡(du)(du)帶(dai)，水泥(ni)(ni)熟料(liao)(liao)(liao)(liao)液相(xiang)在耐火材料(liao)(liao)(liao)(liao)呈軟化(hua)狀態(tai)下沿著其(qi)空(kong)隙(xi)侵(qin)入(ru)和(he)滲透并與磚內(nei)組分(fen)反應生成(cheng)低熔點化(hua)合物損壞(huai)磚的(de)致密(mi)結(jie)構(gou)，導致磚的(de)化(hua)學蝕損，使(shi)(shi)其(qi)剝落損毀(hui)。

2.2 水煤漿氣化爐用耐火材料抗侵蝕研究

水煤(mei)(mei)漿氣化爐內襯用的主(zhu)(zhu)要是高(gao)鉻耐火材(cai)(cai)料，該材(cai)(cai)料主(zhu)(zhu)要受到煤(mei)(mei)熔(rong)渣（煤(mei)(mei)熔(rong)渣的化學組分主(zhu)(zhu)要由 SiO2、CaO、Al2O3、FeO、MgO等組成）和還原氣體(ti)（CO、H2）的(de)侵(qin)蝕(shi)、滲透(tou)，氣體主要侵(qin)蝕(shi)部位(wei)是煤(mei)(mei)氣化爐(lu)(lu)拱(gong)頂，而煤(mei)(mei)熔(rong)(rong)渣(zha)主要侵(qin)蝕(shi)筒體爐(lu)(lu)壁和錐(zhui)體。在高鉻耐火材料(liao)使用過程中(zhong)，由(you)于煤(mei)(mei)熔(rong)(rong)渣(zha)黏度低(di)，對耐火材料(liao)的(de)浸潤性(xing)(xing)和滲透(tou)性(xing)(xing)很強，所(suo)以易沿著耐火磚的(de)氣孔或裂紋滲透(tou)，又由(you)于氣化爐(lu)(lu)自(zi)身存在壓力，更加促進了(le)熔(rong)(rong)渣(zha)的(de)滲透(tou)，與(yu)磚內化學成分 Cr2O3、ZrO2、Al2O3 等發生(sheng)反應，生(sheng)成新的(de)物相，并固化沉積(ji)在磚層中，破(po)壞(huai)其(qi)內部結構，形成變質層，降低材料的(de)高溫強(qiang)度，經過(guo)反復沖刷、磨損(sun)、侵蝕(shi)，造成爐(lu)襯蝕(shi)損(sun)而剝落；而強(qiang)還原性氣體 CO、H2 易沿著(zhu)氣孔或裂紋侵入與磚(zhuan)中雜質 SiO2、含鐵(tie)氧(yang)化物反應(ying)生成氣體溢出或鐵類氧化(hua)物(wu)與 CO 反應生(sheng)成 C 在磚中沉積致使高(gao)鉻磚鼓脹開裂，造成氣(qi)蝕損(sun)壞。研究開發水(shui)煤(mei)漿氣(qi)化爐用環境友好型低鉻/無鉻耐火材料是未來的發展方向(xiang)。

2.3 煉鋼用耐火(huo)材(cai)料抗侵蝕研究(jiu)

在煉鋼生產(chan)過程中，鋼包渣(zha)(zha)線部(bu)位侵蝕(shi)比(bi)較嚴(yan)重，侵蝕(shi)介質主要有熔渣(zha)(zha)（熔渣(zha)(zha)成分為(wei)：CaO、SiO2、Al2O3、MgO、FeO、MnO 等）和鋼(gang)水(shui)。鋼(gang)包渣線磚材質(zhi)主要是鎂碳(tan)耐火材料(liao)，在高(gao)溫使用過程中(zhong)，磚中(zhong)的(de)碳(tan)與磚面(mian)附近(jin)的(de) O2 及熔渣中的氧(yang)化物還有(you)與其(qi)自身(shen)的 MgO發生氧(yang)化 - 還原反應形成脫(tuo)碳層，破(po)壞(huai)了網絡(luo)結(jie)構使其組織變得疏松(song)多孔(kong)。一(yi)部分(fen)熔渣中 CaO、SiO2 等接觸耐火磚與(yu)其表面(mian)材料反應形成低熔(rong)點物相(xiang)；還有(you)一部分熔(rong)渣沿脫(tuo)碳(tan)通道(dao)進入方鎂石(shi)結晶(jing)顆粒邊界與(yu) MgO 組分反(fan)應生(sheng)成低熔物 CMS、C2MS3 等，這部分低熔物液相(xiang)滲透于 MgO 顆粒周圍，分解鎂(mei)砂，使骨料破壞(huai)。而(er)液相在鋼(gang)水以及(ji)熔渣的沖刷下極易流失(shi)加速耐火(huo)材(cai)料向(xiang)爐渣中溶解，導致(zhi)鎂(mei)碳磚熔損。由于含碳耐火(huo)材(cai)料易被氧化使磚損毀，因此(ci)，低碳MgO-C 磚、添加結合劑、抗(kang)氧化劑、非氧化物的(de)鎂(mei)碳(tan)磚以及使用納米技(ji)術的(de)鎂(mei)碳(tan)磚等(deng)將是未來發展(zhan)方向。

3 結語

耐(nai)(nai)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)應(ying)用領域越來越廣泛，不(bu)(bu)僅(jin)僅(jin)用于(yu)鋼(gang)鐵、建材(cai)(cai)(cai)(cai)等行業(ye)，還用于(yu)鋰電池正極(ji)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)合(he)成等行業(ye)。因此(ci)，耐(nai)(nai)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)壽命除了(le)受到高(gao)溫強度(du)和(he)熱(re)震(zhen)穩定性(xing)影響(xiang)外(wai)，抗(kang)侵(qin)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)對耐(nai)(nai)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)使(shi)用壽命的(de)(de)(de)影響(xiang)也越來越大，耐(nai)(nai)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)抗(kang)侵(qin)蝕(shi)(shi)性(xing)的(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)越來越多。研究(jiu)(jiu)人(ren)員嘗試使(shi)用不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)新(xin)方法來提(ti)(ti)高(gao)抗(kang)侵(qin)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)：采(cai)(cai)用納米工藝(yi)降低耐(nai)(nai)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)內部氣孔率，改善耐(nai)(nai)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)孔徑結構，使(shi)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)更(geng)加致密，從(cong)(cong)而(er)提(ti)(ti)高(gao)耐(nai)(nai)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)抗(kang)侵(qin)蝕(shi)(shi)性(xing)；采(cai)(cai)用真空浸漬納米前軀體(ti)的(de)(de)(de)方法使(shi)耐(nai)(nai)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)表面氣孔微細化均勻分布，從(cong)(cong)而(er)提(ti)(ti)高(gao)耐(nai)(nai)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)材(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)抗(kang)侵(qin)蝕(shi)(shi)性(xing)；利用降低復合(he)涂層與侵(qin)蝕(shi)(shi)介(jie)(jie)質之間的(de)(de)(de)潤濕(shi)性(xing)來防止侵(qin)蝕(shi)(shi)介(jie)(jie)質的(de)(de)(de)滲透，阻止侵(qin)蝕(shi)(shi)介(jie)(jie)質的(de)(de)(de)侵(qin)蝕(shi)(shi)。隨著(zhu)各國學者不(bu)(bu)斷(duan)深入研究(jiu)(jiu)，采(cai)(cai)用新(xin)技術、新(xin)工藝(yi)制備的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)抗(kang)侵(qin)蝕(shi)(shi)性(xing)不(bu)(bu)斷(duan)提(ti)(ti)高(gao)，使(shi)其可以在各種苛刻的(de)(de)(de)條件下使(shi)用，同時，耐(nai)(nai)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)方向越來越趨(qu)于(yu)節能(neng)綠色環(huan)保，新(xin)型低鉻低碳耐(nai)(nai)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)已經開始成為今(jin)后的(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)熱(re)點。