感应炉实验法检测耐火材料抗渣侵

前几天提到过，耐火材料抗渣侵蚀性能的好坏是影响耐火材料使用寿命长短的一个重要因素，也是判断耐火材料性能优劣的一个主要指标。基于此，今日再向大家介绍一种耐火材料抗渣侵蚀性能的检测方法。
一、实验装置和实验过程
感应炉实验法的实验装置以熔融金属为热源熔化和加热渣剂。
实验时，在砌筑好的炉内首先装入金属并加热熔化。待金属完全熔化，且炉内温度达到预定的实验温度后，向炉内投入渣剂进行试验。实验过程中，一般还要补加几次渣剂。根据需要，在补加新一批渣剂之前，也可将炉内的融渣部分去除或全部除净。渣侵蚀实验结束后，首先将炉内的熔融金属和融渣从炉内倒出，待炉子冷却后，再从炉内拆下耐火材料试样，测量其侵蚀量或侵蚀深度，作为评价耐火材料抗渣侵蚀性能的指标。
感应炉实验法的渣侵蚀实验一般在空气中进行，如果在感应炉的上部装上炉罩，也可以通过氩气和氮气等惰性气体控制炉内气氛。但是，通入的气体流量的大小应根据感应炉功率的大小而定，以避免炉内融渣过冷凝固或失去反应活性。如果将感应炉置于较大的真空容器内，也可以使抗渣侵蚀实验在真空条件下进行。另外，若在感应炉炉口处盖上一层含碳材料，也可以在一定程度上降低炉内的氧气分压，从而维持炉内为还原气氛。
如果利用感应炉对含碳耐火材料进行抗渣侵蚀性能评价实验时，在熔化金属和加热升温过程中，炉内耐火材料试样表面的炭素成分将发生氧化，影响渣侵蚀实验结果的准确性。为了减少耐火材料试样表面碳成分的氧化，在熔化金属和加热升温过程中，常在炉内加入一定量的活性炭以减少耐火材料试样中碳的氧化。当炉内温度达到实验温度时，去除炉内活性炭，加入渣剂开始渣侵蚀实验。
为了增强融渣和耐火材料试样间的相对运动，提高渣侵蚀实验的效率，一般采用加强搅拌的方法来实现。常用的方法有:旋转搅拌法，摇炉搅拌法以及底吹气体搅拌法等。
二、感应炉实验法的特点    
感应炉实验法也是抗渣侵蚀实验中常用的方法之一，其主要特性如下：
(1)多种耐火材料试样的抗渣侵蚀试验可以同时进行。
(2)可以分析和考察耐火材料的渣-金界面的局部溶损反应。
(3)如果在炉内同时砌筑材质和化学成分不同的耐火材料试样，则相邻试样会相互影响。
(4)设备费用较高，实验准备时间较长。
三、感应炉实验法的实验例    
实验用耐火材料试样使用纯度为98.5%的电熔氧化镁和纯度为99.3%的天然石墨压制而成。耐火材料试样的尺寸为40mm*110mm*45mm，其组成配比及其特性见表12-3-6。实验用渣剂的碱度为m(CaO)/m(SiO2)=1.2，Al2O3=12%。实验目的是考察MgO-C系耐火材料中的碳含量对耐火材料抗渣侵蚀性能的影响。
实验温度为1650〜1700℃，渣侵时间4h。在渣侵实验过程中，每隔30min将炉内的炉渣除净，再补加一次渣剂。为减少在熔化金属过程中耐火材料中碳组分的氧化，在加热升温时采用活性炭保护。实验结果可见，在含碳量为20%时，MgO-C系耐火材料的抗渣侵蚀性能最好。