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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非常活泼,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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