今日向大家介紹一種耐火材料抗渣侵蝕性能的檢測(cè)方法。

一、實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)過程

感應(yīng)爐實(shí)驗(yàn)法的實(shí)驗(yàn)裝置如圖12-3-17所示。實(shí)驗(yàn)以熔融金屬為熱源熔化和加熱渣劑。

    實(shí)驗(yàn)時(shí)，在砌筑好的爐內(nèi)首先裝入金屬并加熱熔化。待金屬完全熔化，且爐內(nèi)溫度達(dá)到預(yù)定的實(shí)驗(yàn)溫度后，向爐內(nèi)投入渣劑進(jìn)行試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中，一般還要補(bǔ)加幾次渣劑。根據(jù)需要，在補(bǔ)加新一批渣劑之前，也可將爐內(nèi)的融渣部分去除或全部除凈。渣侵蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，首先將爐內(nèi)的熔融金屬和融渣從爐內(nèi)倒出，待爐子冷卻后，再?gòu)臓t內(nèi)拆下耐火材料試樣，測(cè)量其侵蝕量或侵蝕深度，作為評(píng)價(jià)耐火材料抗渣侵蝕性能的指標(biāo)。

    感應(yīng)爐實(shí)驗(yàn)法的渣侵蝕實(shí)驗(yàn)一般在空氣中進(jìn)行，如果在感應(yīng)爐的上部裝上爐罩，也可以通過氬氣和氮?dú)獾榷栊詺怏w控制爐內(nèi)氣氛，如圖12-3-18所示。但是，通入的氣體流量的大小應(yīng)根據(jù)感應(yīng)爐功率的大小而定，以避免爐內(nèi)融渣過冷凝固或失去反應(yīng)活性。如果將感應(yīng)爐置于較大的真空容器內(nèi)，也可以使抗渣侵蝕實(shí)驗(yàn)在真空條件下進(jìn)行。另外，若在感應(yīng)爐爐口處蓋上一層含碳材料，也可以在一定程度上降低爐內(nèi)的氧氣分壓，從而維持爐內(nèi)為還原氣氛。

    如果利用感應(yīng)爐對(duì)含碳耐火材料進(jìn)行抗渣侵蝕性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)時(shí)，在熔化金屬和加熱升溫過程中，爐內(nèi)耐火材料試樣表面的炭素成分將發(fā)生氧化，影響渣侵蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了減少耐火材料試樣表面碳成分的氧化，在熔化金屬和加熱升溫過程中，常在爐內(nèi)加入一定量的活性炭以減少耐火材料試樣中碳的氧化。當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到實(shí)驗(yàn)溫度時(shí)，去除爐內(nèi)活性炭，加入渣劑開始渣侵蝕實(shí)驗(yàn)。

為了增強(qiáng)融渣和耐火材料試樣間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，提高渣侵蝕實(shí)驗(yàn)的效率，一般采用加強(qiáng)攪拌的方法來實(shí)現(xiàn)。常用的方法有:旋轉(zhuǎn)攪拌法（圖12-3-19)，搖爐攪拌法（圖12-3-20)以及底吹氣體攪拌法（圖12-3-21)等。

二、感應(yīng)爐實(shí)驗(yàn)法的特點(diǎn)

感應(yīng)爐實(shí)驗(yàn)法也是抗渣侵蝕實(shí)驗(yàn)中常用的方法之一，其主要特性如下：

(1)多種耐火材料試樣的抗渣侵蝕試驗(yàn)可以同時(shí)進(jìn)行。

(2)可以分析和考察耐火材料的渣-金界面的局部溶損反應(yīng)。

(3)如果在爐內(nèi)同時(shí)砌筑材質(zhì)和化學(xué)成分不同的耐火材料試樣，則相鄰試樣會(huì)相互影響。

(4)設(shè)備費(fèi)用較高，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng)。

三、感應(yīng)爐實(shí)驗(yàn)法的實(shí)驗(yàn)例

實(shí)驗(yàn)用耐火材料試樣使用純度為98.5%的電熔氧化鎂和純度為99.3%的天然石墨壓制而成。耐火材料試樣的尺寸為40mm*110mm*45mm，其組成配比及其特性見表12-3-6。實(shí)驗(yàn)用渣劑的堿度為m(CaO)/m(SiO2)=1.2，Al2O3=12%。實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖强疾霱gO-C系耐火材料中的碳含量對(duì)耐火材料抗渣侵蝕性能的影響。

    實(shí)驗(yàn)溫度為1650?1700℃，渣侵時(shí)間4h。在渣侵實(shí)驗(yàn)過程中，每隔30min將爐內(nèi)的爐渣除凈，再補(bǔ)加一次渣劑。為減少在熔化金屬過程中耐火材料中碳組分的氧化，在加熱升溫時(shí)采用活性炭保護(hù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖12-3-22所示。由圖可見，在含碳量為20%時(shí)，MgO-C系耐火材料的抗渣侵蝕性能最好。圖中同時(shí)也示出了與熔融金屬接觸部分的耐火材料的侵蝕指數(shù)。