Как правило, высокоглиноземистые кирпичи не следует использовать в печах со щелочной атмосферой. Поскольку щелочная и кислая среда также содержит хлор, он проникает в глубокие слои высокоглиноземистого кирпича в виде градиента, что приводит к разрушению огнеупорного кирпича.
Высокоалюминиевый кирпич после эрозии в щелочной атмосфере образует горизонтальные трещины. Эрозия состоит из горючей серы, продуктов горения и щелочных компонентов, содержащихся в других продуктах. Эти компоненты реагируют со стеклофазой и муллитом в высокоалюминиевом кирпиче.
На поверхности кирпичей с высоким содержанием алюминия, подвергшихся щелочной коррозии, появится щелочь. Горящие газовые соединения также приведут к образованию нитратов, оседающих в зазорах между кирпичами; реакция образовавшихся ледников приведет к образованию сложной новой фазы. При контакте безводных нитрилов с образовавшимся ваграмом произойдет реакция, препятствующая испарению, что приведет к растрескиванию или выпадению кирпича с высоким содержанием алюминия. Кроме того, термическая коррозия также очень опасна для огнеупорного кирпича. Из-за эрозии кварца Фанг, скайвайна и кристаллического кварцевого кремнезема. Использование огнеупорной плитки будет иметь более серьезные последствия, чем использование холодной лапши.
Повреждение кирпичей, вызванное диоксидом кремния, также весьма серьёзно. Кремний растворяется в жидкой фазе кирпича с высоким содержанием алюминия. Плавящийся нитрат латука и легкоплавкий кремниевый камень образуют большое количество жидкой фазы. Чем выше содержание кремния в кирпиче, тем больше количество жидкой фазы. Избыток жидкой фазы деформирует кирпич с высоким содержанием алюминия. Кремний также повреждает кирпичи. Поскольку свободный кремний расходуется, фаза Мо Лай Ши разрушается. Последующая реакция нитрата латука и муллита может вызвать разрушительное расширение кирпича с высоким содержанием алюминия.
Высокоглиноземистые кирпичи обладают превосходной стойкостью к высоким температурам и истиранию. Они широко используются для футеровки различных промышленных печей, таких как доменные печи, печи с горячим воздухом и вращающиеся печи. Однако в промышленных печах со щелочной атмосферой применение высокоглиноземистых кирпичей ограничено.
Химические свойства высокоглиноземистых кирпичей делают их устойчивыми к воздействию кислых сред. Однако в сильнощелочной среде, например, в цементных или стекловаренных печах, высокоглиноземистые кирпичи реагируют с оксидами щелочных металлов, что приводит к их растрескиванию и разрушению. Реакция между кирпичами Al₂O₂ и оксидами щелочных металлов обычно приводит к образованию щелочного алюмосиликатного геля, имеющего низкую температуру плавления и легко проникающего через трещины.
Для решения этой проблемы было применено несколько стратегий повышения стойкости кирпича с высоким содержанием алюминия к щелочным средам. Одним из решений является добавление магнезии или шпинели в кирпич с высоким содержанием алюминия. Магнезия или шпинель реагируют с оксидами щелочных металлов с образованием стабильных шпинельных фаз, что может повысить стойкость кирпича из Al2O3 к растрескиванию, вызванному щелочными реакциями. Другое решение — нанесение защитного покрытия на поверхность кирпича с высоким содержанием алюминия, предотвращающего прямой контакт с щелочной средой.
Подводя итог, можно сказать, что кирпичи с высоким содержанием алюминия имеют ограниченную применимость для футеровки промышленных печей в щелочной среде. Для повышения стойкости кирпичей из Al2O3 в щелочной среде необходимо добавлять определённые минералы или покрытия, чтобы избежать вредных реакций с оксидами щелочных металлов. Крайне важно выбрать правильный материал для футеровки промышленных печей, чтобы снизить потенциальные риски и сократить расходы.
Время публикации: 19 мая 2023 г.
