鉻剛玉澆注料是重要的危廢焚燒爐爐襯材料之一,,但危廢來源廣泛,,成分復(fù)雜,導(dǎo)致爐渣的成分存在差異,從而影響爐襯的使用壽命,。以鋁酸鈣水泥結(jié)合鉻剛玉澆注料為對象,選取了富含CaO,、Fe2O3和SiO2的三種典型危廢爐渣,試驗了對鉻剛玉澆注料燒成前后的侵蝕/滲透行為影響,。
三種危廢爐渣的化學(xué)組成如表1所示分別將化學(xué)組成中CaO,、SiO2和Fe2O3含量相對較高的渣命名為高CaO渣、高SiO2渣和高Fe2O3渣,,其堿酸比依次為2.7,、0.5和1.0。采用爐渣熔點熔速測定儀,測定其半球點,,高CaO渣接近1500℃,,高SiO2渣為1152.3℃,高 Fe2O3渣為1203.5℃,。分別在坩堝試樣內(nèi)入24g渣,。在1600℃下保溫3h 進行靜態(tài)抗渣侵蝕試驗。
圖1是水泥結(jié)合鉻剛玉澆注料在1600 ℃下對三種渣的靜態(tài)抗渣3 h后的坩堝剖面圖,。從圖中可以看出,,除FS、FI外,,其余試樣的坩堝底部無明顯殘渣,,與原始坩堝孔(白色線條區(qū)域)相比,渣對材料產(chǎn)生了一定程度的侵蝕,,渣對材料的滲透較為明顯,。試樣的侵蝕指數(shù)均很低,最高也僅有2.7%,,但試樣的滲透指數(shù)遠高于侵蝕指數(shù),。對于未燒成試樣,從侵蝕性來看,,三種渣的侵蝕指數(shù)之間的差距很小,,其抗高SiO2渣侵蝕的能力最好抗高Fe2O3渣侵蝕的能力稍弱,抗高CaO渣侵蝕的能力最差,。從滲透性來看,,其抗高CaO渣滲透的能力最好,抗高Fe2O3渣滲透的能力稍弱,,抗高SiO2渣滲透的能力最差,。對于燒成試樣,其抵抗渣侵蝕的能力變化很小,,但抗渣滲透能力均有所改善,,特別是抗高SiO2渣滲透能力得到極大改善,。
從圖中可以看出,經(jīng)渣侵蝕后的含鉻剛玉澆注料中除鋁鉻固溶體和六鋁酸鈣外,,產(chǎn)物中還出現(xiàn)了新的物相,。對比燒成與未燒成試樣,侵蝕后產(chǎn)物中新生成的物相完全一致,。以未燒成試樣為例,試樣US反應(yīng)層中新增物相為鈣長石(CaAl2Si2O8)和霞石(NaAlSO4),,六鋁酸鈣消失,。在滲透層內(nèi)新增物相則是鈣黃長石和霞石;而高Fe2O3渣侵蝕試樣后的反應(yīng)層為霞石,、鈣長石和 Ca(Fe,Al)12O19 ,,在滲透層內(nèi)鈣長石被鈣黃長石代替。與前兩種渣相比,,高CaO渣中CaO含量明顯增加,,因此反應(yīng)層內(nèi)新的物相為硅酸二鈣(Ca2 SiO4 )和鈣黃長石(Ca2Al2SiO7),六鋁酸鈣含量增加,,在滲透層內(nèi)新增物相則只有鈣黃長石,。
這些物相中。霞石熔點低,,熔點在1150℃左右,,會促進熔渣滲透進試樣內(nèi),長石和硅酸二鈣熔點比霞石高,但在1600℃下仍會變成液相,。六鋁酸鈣,、鋁鉻固溶體和Ca(Fe,Al)12O19熔點均高于1600℃,會減緩渣的滲透,。其中,,六鋁酸鈣的生成會伴有膨脹效應(yīng),使試樣內(nèi)部更加致密,,且其不易與堿性渣反應(yīng),。鋁鉻固溶體則不易與酸性或堿性渣反應(yīng)生成液相,Ca(Fe,Al)12O19是Fe2O3與CaAl12O19發(fā)生固溶反應(yīng)所得到的產(chǎn)物,其性質(zhì)與CaAl12O19類似。