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耐火砖抗侵蚀性的试验方法及研究

发布日期: 2020-01-10 15:02:25    阅读量(233)    作者:张红

目前,在国内外危险废物回转窑焚烧工程中,回转窑通常采用耐火砖砌筑,仅在回转窑两端采用耐火可塑料/浇注料进行浇筑。通常采用的耐火砖主要有黏土砖、高铝砖、含铬高铝砖等。为了选出最佳耐火砖,以黏土砖、高铝砖、含铬高铝砖为研究对象,在“处置中心”焚烧车间不同时间随机采取2个残渣即1#、2#炉渣作为侵蚀介质,通过侵蚀试验分析黏土砖、高铝砖、含铬高铝砖对炉渣的耐侵蚀性,以确定最佳耐火砖。

一、试验方法

1、试样:在“处置中心”焚烧车间生产过程中,分不同时间随机取2个回转窑焚烧后的炉渣,标记为1#、2#样品,各1kg作为侵蚀介质,经研磨至粒径不大于3mm,搅拌混合均匀后经过110℃恒温干燥24h作为试样(图3-1)。

2、耐火砖:选取黏土砖、高铝砖、含铬高铝砖进行测试,分别将耐火砖中心制成空心孔,作为试块坩埚,孔径和深度见表3-1。

3、将处理后的1#、2#炉渣试样,各取约100g分别填满坩埚试样,具体测试组合见表3-1,并将试块坩埚放置马弗炉中,试样坩埚底部放置30mm厚垫板,垫板上放置高温垫砂,以防止熔融的炉渣穿透坩埚底部。

4、马弗炉以5℃/min速率升温至600℃后恒温2h,再升至850℃后恒温,试验时间设定为24h。

5、保温试验结束后,坩埚试样随马弗炉自然降温至室温。

6、将坩埚试样沿轴线对称切开。

7、观察炉渣对耐火砖试块的侵蚀及渗透情况,并用计算机测绘,计算出耐火砖被侵蚀的面积。

图1#和2#炉渣试样外观

表1炉渣试样与耐火砖组合测试表

二、耐火砖耐侵蚀性结果

取出耐火砖试块可见,黏土砖、高铝砖、含铬高铝砖均受到1#炉渣与2#炉渣的侵蚀作用,坩埚深度明显加大,其中黏土砖高度由60mm增加到110mm;高铝砖试样高度由45mm增加到80mm,含铬高铝砖试样高度由60mm增加到92mm;并且肉眼可见,黏土砖受到试样的渗透明显强于其它两种砖,而含铬高铝砖和高铝砖之间受到的渗透差别不大(图3-2,3-3,3-4)。

从侵蚀面积来看,三种耐火砖的耐侵蚀性差距较大,其中含铬高铝砖受1#、2#炉渣样侵蚀面积均最小,分别为3630mm2、4056mm2;黏土砖受1#、2#炉渣样侵蚀面积均较大,分别为7170mm2、7330mm2;高铝砖耐侵蚀性居中,受1#、2#炉渣样侵蚀面积分第三章回转窑耐火砖减薄率的影响因素研究23别为4160mm2和4480mm2,见表3-2。而且2#炉渣比1#炉渣对三种耐火砖的侵蚀作用更加明显,可能是因为2#炉渣含有的成分不同,导致侵蚀性更强。

图2#和2#炉渣侵蚀黏土砖试样外观

图3#和2#炉渣侵蚀高铝砖试样外观

图4#和2#炉渣侵蚀含铬高铝砖试样外观

表2耐火砖试块侵蚀面积统计表

三、小结

根据“处置中心”焚烧中产生的炉渣样品对黏土砖、高铝砖、含铬高铝砖的侵蚀性分析可知,1#炉渣对黏土砖的侵蚀效果强于高铝砖,强于含铬高铝砖;2#炉渣对黏土砖的侵蚀效果强于高铝砖,强于含铬高铝砖;两种炉渣对三种耐火砖的侵蚀作用一致。由此可见含铬高铝砖耐侵蚀性最强,黏土砖最弱,但由于含铬高铝砖含有铬重金属,使用后废旧耐火材料的处理难度较大,处置不当会对环境造成极强的毒性危害,目前国外已经不再推荐使用;且含铬高铝砖价格昂贵,而高铝砖和黏土砖的价格相对便宜,因此,“处置中心”选择耐侵蚀性强和经济性好的高铝砖作为日常生产用材料,用以处理危险废物焚烧处置。

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