[发明专利]一种耐火材料抗熔渣和蒸汽侵蚀性试验方法及试验装置

权利要求书

1.一种耐火材料抗熔渣和蒸汽侵蚀性试验方法，其特征在于：试验方法用于表征高温熔渣及其产生的蒸汽在重力和温度梯度下对静止耐火材料试样的化学反应、溶解和渗透；所测耐火材料的显气孔率10%~20%、常温耐压强度大于等于1.0MPa；试验用熔渣是氧化物混合物、无机盐类或二者的混合物；所述的试验方法是将周围填充有渣样的待检测耐火材料圆柱体试样固定在密封组件中，将密封组件一端置于炉膛加热区，另一端伸出炉墙，对耐热钢密封组件进行加热过程中形成熔渣及其蒸汽并在耐火材料试样上产生温度梯度，以评价特定温度和时间范围内熔渣及蒸汽对耐火材料的侵蚀性；所述的密封组件为由2段圆筒构成的L型拼接体，包括相互连通的垂直段和水平段，垂直段装入的耐火待测试样浸入渣液中进行熔体抗渣侵蚀，水平段装入的试样进行抗蒸汽渗入侵蚀；所述的耐火材料试样在试验中存在温度差异，垂直段试样处于恒定温度，水平段试样具有从接近垂直段到远离垂直段的温度梯度；所述试验方法的试验结果处理为试验结束炉温达室温后取出垂直段和水平段试样，测量计算试验前后试样的质量变化、体积变化、直径变化，也可辅助扫描电镜、X射线衍射的仪器分析手段，评价和对比不同材料的抗熔渣及蒸汽侵蚀性能；所述的一种耐火材料抗熔渣和蒸汽侵蚀性试验方法，具体步骤如下：

第一步，制备2支材质和尺寸相同的圆柱体耐火材料试样，圆柱体尺寸为φ50~100mm×h100~230mm，测定试样的初始质量、体积、直径，从同规格样品上取样进行显微结构、相组成分析；

第二步，将2支圆柱体分别置入耐热钢密封容器的垂直段和水平段中，然后向垂直段中加入试验渣，填渣量为垂直段圆柱体高度的1/2~2/3，密封；

第三步，将装有试样和渣的密封容器置入试验装置，垂直段置于有发热体的炉膛内，水平段伸出窑墙或窑门；

第四步，加热炉膛至试验温度并保温，试验温度为800~1200 ℃，保温时间为3~24 h；

第五步，自然降温后从试验装置中取出密封容器，拆除后取出耐火材料试样进行质量、体积、直径的测定，或借助仪器进行分析，给出抗侵蚀性评价。

2.如权利要求1所述的一种耐火材料抗熔渣和蒸汽侵蚀性试验方法，其特征在于：步骤第五步借助仪器进行分析，根据填渣量高度将垂直段试样沿圆柱体试样侧面按有无直接接触渣而进行切割；对切开的未直接接触渣试样和直接接触渣试样分别沿其轴线方向等分切开；对直接接触渣试样分别进行侵蚀面积、渗透面积计算，并采用扫描电子显微镜和能谱分析设备分析其侵蚀区域和渗透区域的微观形貌和物相组成，对未直接接触渣试样进行蒸汽渗透面积计算，并采用扫描电子显微镜和能谱分析设备分析其渗透区域和未渗透区域的微观形貌和物相组成；将水平段试样沿试样侧面三等分切开，分别在切后圆柱中心钻取圆柱试样，测试其热膨胀性，分别对剩余试样沿其轴线方向等分切开，采用与垂直段未直接接触渣试样分析手段相同的方法对其渗透区域和未渗透区域进行分析。根据各试样分析结果综合评价试样抗熔渣及蒸汽侵蚀性能的优劣。

3.如权利要求1或2所述的一种耐火材料抗熔渣和蒸汽侵蚀性试验方法所涉及的试验装置，其特征在于：试验装置所具有的常压热处理电炉的内部空腔形成炉膛；炉膛内壁有保温炉衬，其加热方式为采用发热元件在炉膛内部进行电加热；采用热电偶及温度显示装置对各温度段的温度进行监控；所述的炉膛内放置有试验容器，所述的试验容器为由耐1200℃高温的合金钢制成，容器壁厚3-5mm，为两段圆柱型容器，由垂直段、水平段和底座组成，垂直段的内径φ70~120mm，高度h为140~270mm，垂直段上口具有带螺纹的旋盖，水平段为采用刚玉陶瓷管与试验容器材料组合套装的断桥式结构：第一、三、五段为试验容器材料，其中第一段与垂直段连通，第三段的规格为：φ70~120mm×h40~80mm，第二、四段为刚玉陶瓷管，刚玉陶瓷管内径与其余三段材料外径相同，规格为内径φ73~125mm×h20~30mm，刚玉陶瓷管壁厚3-5mm，水平段侧口具有带螺纹的旋盖，其具有孔洞，可接入尾气处理装置；所述的水平段第一、三、五段材料内具有挡板和衬垫；试验时炉膛采用与保温内衬相同材料的具有孔洞的炉门砖和耐火纤维进行炉门的填充和封堵，用以对炉膛进行保温并固定试验容器。

4.如权利要求3所述的一种耐火材料抗熔渣和蒸汽侵蚀性试验装置，其特征在于：所述试验容器的底座，是耐1200℃高温的合金钢材质制成的坩埚。