回转窑炉渣对刚玉-莫来石砖的侵蚀研究

对某公司危废焚烧回转窑燃烧带用后刚玉-莫来石砖进行取样,采用XRD、SEM结合EDS对残砖进行显微结构和成分分析,探索危废焚烧回转窑用刚玉-莫来石砖在含卤素及高含量钠盐炉渣侵蚀下的蚀损机制。结果表明:熔渣中的钠盐、钾盐及Br、Cl等元素侵蚀渗透能力强,在基质中产生的NaCl、KBr及方钠石等低熔点、低密度物质,一方面导致燃烧带的砖体高温性能降低,加快了物料对砖体的侵蚀磨损;另一方面导致砖体产生不可逆的体积膨胀,从而在回转窑运行过程中出现剥落。

还原气氛对高铬砖性能的影响

为了有效提高高铬砖的常温物理性能和抗侵蚀性能,延长其在水煤浆加压气化炉中的使用寿命,在埋炭条件下,分别于1350、1450和1550℃烧成高铬砖,并与1700℃空气中烧成试样对比,研究了烧成气氛(埋炭和空气气氛)对高铬砖体积密度、显气孔率、常温耐压强度和抗熔渣渗透性能的影响。结果表明:随着温度升高,高铬砖的显气孔率下降、体积密度增加,而1450℃埋炭烧成高铬砖的常温耐压强度最高,达到214MPa;埋炭能显著降低高铬砖的烧成温度和改善其显微结构;1450℃埋炭烧成高铬砖的抗熔渣渗透能力优于1700℃空气中烧成试样的。

大尺寸铬刚玉砖烧结中温度场和应力场的分析

为解决大尺寸铬刚玉砖在烧成过程中出现的黑芯和裂纹现象,测试了等静压成型的大尺寸铬刚玉砖坯高温状态下的性能指标,利用ANSYS软件对(300～500) mm×(150～600) mm×(75～400) mm的五种尺寸铬刚玉砖坯进行建模,计算了500、1 000、1 500℃三个温度点下坯体内部的温度场和应力场分布情况,以分析导致坯体烧成过程中开裂和黑芯的原因:坯体内外部温差过大,中心区烧成时间不足,导致大尺寸砖坯烧成过程中的黑芯现象;大尺寸坯体内应力较高,引起烧成内裂。根据建模结果及实际生产情况认为:在砖坯烧成过程中,砖坯内部温差控制在20℃以下,砖坯内外可到达相同的烧结状态;砖坯应力差应控制在4 MPa以下,可减少砖坯的开裂。

玄武岩熔液对耐火材料的侵蚀

为深入了解玄武岩高温熔体对耐火材料的侵蚀行为,参照ASTM C621—1984(2001)分别对致密氧化铬砖、致密锆英石砖和熔铸锆刚玉砖(AZS-33)进行了1 500℃72 h的玄武岩熔液侵蚀试验,并对侵蚀后试样进行了显微结构对比分析。侵蚀试验结果表明,致密氧化铬砖的抗熔融玄武岩侵蚀性最好,其次是致密锆英石砖,最差的是熔铸AZS-33砖,其在液面线处出现严重剥落现象。显微结构分析表明:致密氧化铬砖结构均匀,与玄武岩熔液反应性小,同时与玄武岩渣中的成分形成尖晶石致密层阻止了渣的进一步渗透;致密锆英石砖表面与玄武岩熔液反应产生很薄的脱锆层和玻璃相,并且其致密均匀的结构也阻止了渣的进一步渗透;熔铸锆刚玉砖的显气孔率虽然很低,对玄武岩熔液有较好的抗渗透性,但其液相量较多,因此抗侵蚀性相对较差。