[科普中国]-铬砖

简介

铬砖属于中性砖，高温下与酸性和碱性耐火材料的作用都很弱，它的荷重软化温度和抗热震性都低于镁铬砖。主要用于高温下酸性和碱性耐火材料的隔离层，也用于有色冶炼炉的炉衬，但不宜用于直接与铁水接触而气氛又变化频繁的地方。

氧化铬砖（以下简称为铬砖）最早在有色冶金炉、煤气渣化炉上使用，具有优良的抗炉外炼钢渣、有色冶炼渣、煤气化炉渣和各种玻璃液的侵蚀能力。近10年来，这种耐火材料在玻璃熔窑上开始得到应用，但仅局限于深色瓶罐玻璃熔窑或无碱玻璃纤维熔窑，且主要用在玻璃熔窑的高温部位，如上层池壁、小炉口、流液洞、加料口等处，由于它能显著延长窑龄，因此引起了玻璃界的普遍关注。1

侵蚀影响因素一、侵蚀温度对侵蚀速率的影响：

铬砖的受侵蚀速率随侵蚀温度的升高几乎成线性增加，其原因有以下几个方面：

（1）随着温度升高，玻璃液中小的 群和硅氧络合阴离子比例增加，加速了 在玻璃液中的溶解速率。（2）温度升高使玻璃液粘度下降，玻璃液自由体积增大，从而使 运动平均自由程增加，扩散速率提高，加速了玻璃液对铬砖的侵蚀。（3）当温度上升到1550摄氏度时，在气、固、液三相界面处氧化成，导致侵蚀速率迅速上升，界面处出现的黄绿色乳浊玻璃证明了这一点。

二、侵蚀时间对侵蚀速率的影响：

在3～5h内，随着时间的延长，侵蚀速率迅速下降，5h后侵蚀速率下降趋缓，并逐步趋于稳定，而要达到恒定侵蚀速率则需要很长的时间。造成侵蚀速率如此变化的原因是：由于铬砖中存在着许多连通气孔，开始时玻璃液很容易沿着这些连通气孔渗入铬砖内部，导致侵蚀速率较大．随着侵蚀时间的延长，铬砖与玻璃液接触界面附近致密化，连通气孔消失，形成孤立分布的多孔结构。这种孤立气孔有效阻隔了玻璃液向铬砖内部的渗透，也有效防止了铬砖表面颗粒的脱落，从而使侵蚀速率降低。1

还原气氛影响对铬砖物理性能的影响低氧分压抑制了被氧化为和六价铬，从而抑制了蒸发一凝聚传质，有利于高铬砖的致密化烧结；同时形成铝铬固溶体，三价铝离子置换三价铬例子引起晶格畸变，也加速了致密化烧结过程；温度升高，扩散加快，也有利于高铬砖烧结。但随着温度升高至1550℃，此时CO对高铬砖的还原起主导作用，被还原生成、和金属铬，不利于高铬砖的烧成；而在空气中烧成，氧分压较高，不存在被还原的情况。

对铬砖显微结构的影响烧结主要通过固体扩散传质进行，从而有利于排除气孔，气孔最终圆化并聚集在晶粒周围，气孔贯通性差；而在空气中烧成，氧分压较高，三价铬离子容易被氧化为四价和六价铬离子，同时氧化铬易挥发，形成以蒸发一凝聚为主的传质方式，易造成晶间断 裂，晶粒间连续性差，气孔无法排除。

对铬砖抗渗透性能的影响随着温度升高，高铬砖的显气孔率下降，体积密度增加，埋炭能显著降低高铬砖的烧成温度和改善高铬砖的显微结构。气孔微细化可能是提高高铬砖抗渗透能力的一个重要途径，能很大程度地阻止或降低熔渣的渗透，从而使高铬砖的结构剥落降至最小，达到有效延长其使用寿命的作用。2