В целом, высокоглиноземистые кирпичи не следует использовать в печах с щелочной атмосферой. Поскольку щелочная и кислая среда также содержат хлор, он будет проникать в глубокие слои высокоглиноземистых кирпичей в виде градиента, что приведет к разрушению огнеупорного кирпича.
Высокоалюминиевый кирпич после эрозии в щелочной атмосфере имеет горизонтальные трещины. Эрозия обусловлена наличием серого топлива, продуктов горения и щелочных компонентов в других продуктах. Эти компоненты вступают в реакцию со стекловидной фазой и муллитовым камнем в высокоалюминиевом кирпиче.
На поверхности высокоалюминиевых кирпичей, подвергшихся щелочной коррозии, появятся отложения. Горящие газовые соединения также будут образовывать нитраты, которые будут осаждаться в зазорах высокоалюминиевых кирпичей; реакция образовавшихся отложений приведет к формированию сложной новой фазы. Когда нитрилы, не содержащие воды, вступают в контакт с образовавшимися отложениями, происходит реакция испарения, вызывающая растрескивание или разрушение высокоалюминиевых кирпичей. Кроме того, термическая коррозия также очень серьезна для огнеупорных кирпичей. Из-за эрозии кварца, скайвайна и кристаллического кремнезема кварца использование огнеупорной плитки будет гораздо серьезнее, чем холодная лапша.
Повреждение кирпичей диоксидом кремния также очень серьезно. Кремнезем растворяется в высокоалюминиевых кирпичах в жидкой фазе. Плавление нитрата кремния и низкоплавких кремниевых камней приводит к образованию большого количества жидкой фазы. Чем выше содержание кремнезема в кирпиче, тем больше количество жидкой фазы. Избыток жидкой фазы деформирует высокоалюминиевые кирпичи. Кремний также повреждает кирпичи. Поскольку свободный кремнезем расходуется, происходит эрозия фазы Mo Lai Shi. Последующее взаимодействие нитрата кремния и муллита может вызвать разрушительное расширение высокоалюминиевых кирпичей.
Высокоглиноземистые кирпичи обладают превосходной термостойкостью и износостойкостью. Они широко используются для футеровки различных промышленных печей, таких как доменные печи, печи горячего воздуха и вращающиеся печи. Однако в промышленных печах с щелочной атмосферой применение высокоглиноземистых кирпичей ограничено.
Химические свойства высокоглиноземистых кирпичей позволяют им противостоять воздействию кислых сред. Однако в сильно щелочной среде, например, в цементных печах или стеклодувных цехах, высокоглиноземистые кирпичи вступают в реакцию с оксидами щелочных металлов, что приводит к растрескиванию и разрушению кирпичей. Реакция между Al2O3-кирпичами и оксидами щелочных металлов обычно приводит к образованию щелочно-алюмосиликатного геля, который имеет низкую температуру плавления и легко проникает через трещины.
Для решения этой проблемы было применено несколько стратегий, направленных на повышение устойчивости высокоглиноземистых кирпичей к щелочным средам. Одно из решений — добавление оксида магния или шпинели в высокоглиноземистые кирпичи. Оксид магния или шпинель будут реагировать с оксидами щелочных металлов, образуя стабильные шпинельные фазы, что может повысить устойчивость кирпичей из Al2O3 к растрескиванию, вызванному щелочной реакцией. Другое решение — нанесение защитного покрытия на поверхность высокоглиноземистых кирпичей для предотвращения прямого контакта со щелочной средой.
В заключение, следует отметить, что высокоалюминиевые кирпичи имеют ограниченное применение в футеровке промышленных печей в щелочной атмосфере. Для повышения стойкости кирпичей из Al2O3 в щелочных средах необходимо добавлять определенные 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 сэкономить средства.
Дата публикации: 19 мая 2023 г.
