耐火浇注料衬里自粉化原因分析

 耐火浇注料衬里自粉化原因分析：耐火浇注料是目前生产与使用广泛的一种不定形耐火材料。主要用于构筑各种加热炉内 衬等整体构筑物。某些高品质品种也可用于冶炼炉。如铝酸盐水泥耐火浇注料可广泛用于各种加热炉和其他无渣、无酸碱侵蚀的热工设备中。在受铁水、钢水和熔渣侵蚀而工作温度又较高的部位，如出钢槽、盛钢桶和高炉炉身、出铁沟等，可使用由低钙和纯净的高铝水泥结合的由含氧化铝较高而烧结良好的高品质粒状和粉状料制成的耐火浇注料。再如磷酸盐耐火浇注料既可广泛用于加热炉和加热金属的均热炉中，也可用于炼焦炉，水泥窑中直接同物料接触的部位。在同熔渣和熔融金属直接接触的冶金炉和其他容器中的一些部位，使用高品质磷酸盐耐火浇注料进行修补也有良好效果。在一些工作温度不甚高而需要耐磨性较高的部位，使用磷酸盐耐火浇注料更为适宜。若选用刚玉质耐火物料制成耐火浇注料，在还原气氛下使用一般皆有较好的效果。

作为热工设备的内衬和炉体时，一般应在01次使用前进行烘烤，以使其中的物理水和结晶水逐步排除，达到某种程度的烧结，使其体积和某些性能达到使用时的稳定状态。烘烤制度对使用寿命有很大影响。烘烤制度的基本原则应是升温速度与可能产生的脱水及其他物相变化和变形相应，在急剧产生上述变化的某些温度阶段内，应缓慢升温甚至保温相当时间。若烘烤不当或不经烘烤立即快速升温投入使用，极易产生严重裂纹，甚至松散倒塌，在特本特厚部位甚至可能发生爆炸。



石化工业炉的大多数装置中广泛采用以铝酸钙水泥为结合剂的耐火浇注料作为衬里，其使用量非常大。但在浇注料衬里施工完成后，衬里表面在养护期内常出现自粉化现象，轻者影响到衬里的表面质量，严重者导致耐火浇注料的强度急剧下降。这种情况在高温高湿的环境下容易发生，水泥用量大的轻质耐火浇注料比水泥用量小的重质耐火浇注料更容易发生。西南科技大学材料科学与工程学院对这种自粉化现象的原因进行了初步探讨，得出了以下结论。

耐火浇注料在施工过程中的自粉化现象是由于铝酸钙水泥水化产物与大气中的CO2、SO2、H2S等酸性气体发生反应，导致水化产物分解，致使耐火浇注料的强度下降。主要包括铝酸钙水泥的碳酸化反应、铝酸钙水泥与碱的碳酸盐反应以及铝酸盐水泥与亚硫酸盐反应三个化学过程。

 

   耐火浇注料在养护或自然干燥过程中，随着水分的蒸发，一些可溶性碳酸盐、磷酸盐、亚硫酸盐等盐类的结晶析出，一部分含结晶水的盐类的风化、失水，晶型发生转变，同时伴随着体积变化，加剧了耐火浇注料的强度损失。还有一类不含有结晶水的盐类，这类盐类的盐析不会带来晶型转变和体积变化，对耐火浇注料的表面强度没有太大的影响，只会影响耐火浇注料的表面质量。

此外耐火浇注料[1]一般具有较高的常温强度，可以制成预制件在窑炉旋工现场安装，如连铸的中间罐用耐火浇注料堰板预制件安装(见彩图插页第20页)。耐火浇注料主要应用于冶金工业窑炉，也在石油、化工、建材、电力和机械工业窑炉和热工设备中广泛使用。

随着不定形耐火材料在耐火材料中的比率提高，耐火浇注料需将迅速发展，与此同时品种增加质量也将相应提高，重点仍将发展低水泥、超低水泥和无水泥耐火浇注料，结合资源条件选用均化和高品质原料和特殊骨料以改善基本组成，研究和推广采用纤维加强耐火浇注料和自流耐火浇注料，应用各种外加剂以提高耐火浇注料的性能，此外，发展专用型浇注料(如出铁沟、盛钢桶内衬等)以及具有特殊功能型材料(如耐磨、耐酸、耐碱、高强隔热、高强高导热等特性)，在生产和应用技术方面完善生产设备与施工配套机具。

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