高铝质耐火浇注料在水泥窑中的蚀损分析

　　高铝质耐火浇注料在水泥窑的使用过程中，剥落是损毁的主要方式。矿物组成变化引起物理性能改变是导致损毁的主要原因，而来自窑内水泥熟料挥发的碱蒸气和粉尘中的K2O对高铝质耐火浇注料的侵蚀，是其损坏诱发原因。在1000℃以上浇注料组分极易与K2O发生如下反应

　　11Al2O3+K2O→K2O·11Al2O3 (1)

　　Al2O3+K2O→K2O·Al2O3 (2)

　　Al2O3+K2O+2SiO2→K2O·Al2O3·2SiO2 (3)

　　反应式(1)为侵蚀反应的主要方式，β-Al2O3(K2O·11Al2O3,)可以看做K2O在Al2O3中的固溶体或聚铝酸盐，经热力学计算，在窑内温度下β-Al2O3形成具备热力学条件△G0。β-Al2O3大量生成，K2O进入α-Al2O3，晶格中去，使晶格发生膨胀。造成结构的极大变化，α-Al2O3的晶格常数a=4.75×10-10m,c=6.49×10-10m(三方晶系)，而β-Al2O3的晶格常数a=5.56×10-10m,c=22.55×10-10m(三方晶系)，KAS2晶格常数a=26.93×10-10m,c=8.52×10-10m(六方晶系)。K2O·Al2O3为六方晶系a=7.68×10-10m。新矿物生成使浇注料产生非可逆体积变化，出现垂直工作面的纵向裂纹，同时在过渡带处出现平行工作面的膨胀剪切应力，在此应力作用下，发生平行热面裂纹，当此裂纹扩展时导致剥落，反复作用下，浇注料就会损毁。

　　当高铝质耐火浇注料工作面持续地受粉尘和碱蒸气作用Al2O3SiO2，Al2O3K2O比降低，此时碱与粉尘中SiO2或浇注料中SiO2形成低熔物。在1100℃以上以液相存在，而在较低温度下，将以熔结层或熔渣形式附于浇注料表面呈熔釉状。这种低熔物的生成随时间增长也将加速浇注料的损坏。