今日向大家介紹一種耐火材料抗渣侵蝕性能的檢測方法。

一、實驗裝置和實驗過程

感應(yīng)爐實驗法的實驗裝置如圖12-3-17所示。實驗以熔融金屬為熱源熔化和加熱渣劑。

    實驗時，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)定的實驗溫度后，向爐內(nèi)投入渣劑進(jìn)行試驗。實驗過程中，一般還要補加幾次渣劑。根據(jù)需要，在補加新一批渣劑之前，也可將爐內(nèi)的融渣部分去除或全部除凈。渣侵蝕實驗結(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，再從爐內(nèi)拆下耐火材料試樣，測量其侵蝕量或侵蝕深度，作為評價耐火材料抗渣侵蝕性能的指標(biāo)。

    感應(yīng)爐實驗法的渣侵蝕實驗一般在空氣中進(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氣等惰性氣體控制爐內(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驗在真空條件下進(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)爐對含碳耐火材料進(jìn)行抗渣侵蝕性能評價實驗時，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，影響渣侵蝕實驗結(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)到實驗溫度時，去除爐內(nèi)活性炭，加入渣劑開始渣侵蝕實驗。

為了增強融渣和耐火材料試樣間的相對運動，提高渣侵蝕實驗的效率，一般采用加強攪拌的方法來實現(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)爐實驗法的特點

感應(yīng)爐實驗法也是抗渣侵蝕實驗中常用的方法之一，其主要特性如下：

(1)多種耐火材料試樣的抗渣侵蝕試驗可以同時進(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，則相鄰試樣會相互影響。

(4)設(shè)備費用較高，實驗準(zhǔn)備時間較長。

三、感應(yīng)爐實驗法的實驗例

實驗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。實驗用渣劑的堿度為m(CaO)/m(SiO2)=1.2，Al2O3=12%。實驗?zāi)康氖强疾霱gO-C系耐火材料中的碳含量對耐火材料抗渣侵蝕性能的影響。

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