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間(t)是拋物線聯(lián)系。一旦熔渣浸透到耐火資料氣孔內(nèi),耐火資料即會向浸透的熔渣中溶解分散,并且熔渣構(gòu)成的改動速度由分散速度操控。假定均勻氣孔半徑(r)不變時,耐火資料的成分在熔渣中到達飽滿濃度的時刻可以用式(2-17)表明。闡明浸透到耐火資料氣孔中的熔渣到達飽滿的時刻是十分之短的,也可以近似地以為:浸透到耐火資料中的熔渣,其構(gòu)成幾乎不改動(或與浸透時刻無關(guān))。
可是,因為耐火資料氣孔徑的不均勻性,耐火資料在熔渣浸透過程中溶解反響致使熔渣物理性質(zhì)改動,以及耐火資料中溫度不均勻等要素實踐浸透深度(Lp)比由式(2-22)核算得出的深度(L理)要小,假定熔渣在浸透過程中,其物理化學(xué)性質(zhì)均不改動時,關(guān)于毛細管-多孔質(zhì)耐火資料來說,熔渣的浸透深度Lp為:
L2p=rtσ cosθ/2.8ηb2 (2-23)
式中b——氣孔曲折度系數(shù)。
其理論值等于π/2≈1.57,實踐值為b=1.6±0.1。
當(dāng)在耐火資料中增加可以按捺熔渣浸透的物質(zhì)時,同一種熔渣關(guān)于該耐火資料的浸透深度Lp:
L2p=rtσcosθ/2.8ηθ2 (2-24)
假如界說R2p=L2p/L2p=σcosθb2/σcosθb2 (2-25)
因為潮濕的程度(潮濕性的量σcosθ與耐火資料和熔渣的性質(zhì)有關(guān),而與熔渣的浸透時刻無關(guān),見式(2-25),因而可以將Rp盡界說為耐火資料反抗熔渣浸透的系數(shù)。由式(2-25)看出,Rp小于1時,增加物也許推進熔渣向耐火資料內(nèi)部浸透(浸透深度比理論值大);當(dāng)Rp=1時,增加物對按捺熔渣浸透不起作用;當(dāng)大于Rp>1時,增加物可以按捺熔渣向耐火資料中的浸透。Rp值越大,熔渣向耐火資料中的浸透深度就越小,也就是說,該耐火資料反抗熔渣浸透的才能越強。
由式(2-25)可導(dǎo)出:
R²p=σssb2/σss·b2 (2-26)
式中σss——未增加按捺熔渣浸透的物質(zhì)時的界面張力;
σss增加按捺熔渣浸透的物質(zhì)以后耐火固相的界面張力。
由式(2-23)和式(2-25)得:
L2p=L2p/R2p=rtσcosθ/2.8R2pη
由式(2-22)和式(2-24)得:
L2p=L2理/1.4R2p(2-28)
即L'p=L理/1.18Rp(2-29)
依據(jù)L•扎格(Zager)公式,耐火資料中氣孔半徑r的均勻值由下式求出:
r2=8K/Ap(2-30)
式中K——耐火資料的透氣量,μm2;
Ap——耐火資料的顯氣孔率,%
耐火資料經(jīng)過氣孔吸收熔渣的量(體積v)為:
V=LpSAp(2-31)
式中S——耐火資料的截面積;
Ap——耐火資料的顯氣孔率;
Lp——溶渣的浸透深度。
將式(2-22)和式(2-27)代入式(2-31)得出耐火資料顯氣孔率對熔渣浸透影響的聯(lián)系式為:
V2=A3/2K1/2S2tσcosθ/R2pη (2-32)
因為熔渣進入耐火資料氣孔中會致使其成分在熔渣中溶解,并致使熔蝕,因而可以以為:熔渣的浸透與耐火資料的溶蝕之間存在一定的聯(lián)系。余仲達和井楠宏等(1993年)研討了這種聯(lián)系。其結(jié)果得出,關(guān)于鎂質(zhì)耐火資料來說,兩者之間存在指數(shù)聯(lián)系,因而他們以為:為了有用地按捺鎂質(zhì)耐火資料的熔蝕,r/R²p應(yīng)滿意如下聯(lián)系:
(σcosθ/η)r/R2p<0.08 (2-33)
即R²P>1.25rσcosθ/η (2-34)
式(2-33)和式(2-34)闡明,抗浸透才能強和抗蝕才能強的鎂質(zhì)耐火資料應(yīng)具有以下幾點:
1.氣孔半徑(r)?。ㄤ摪墼贿M入小于5μm的氣孔);
2.耐火資料的抗浸透系數(shù)Rp應(yīng)較大;
3.熔渣與耐火資料之間的濕潤性的量σcosθ應(yīng)較??;
4.熔渣黏度(η)應(yīng)大。
其間,在耐火資料中增加可以增加Rp值的物質(zhì)對提高該資料的耐蝕性和抗浸透才能為有用,所以,Rp表明晰耐火資料的熔損與熔渣浸透之間的定量聯(lián)系。
關(guān)于特定的耐火資料和熔渣構(gòu)成而言,該耐火資料向這種熔渣中的溶解特性也就決議了。為了下降耐火資料向熔渣中的溶解速度,依據(jù)式(2-27)可有兩種解決方法。
1.熔渣與耐火資料之間的潮濕性的量σcosθ,并提高熔渣的黏度η值;例如,碳化硅質(zhì)和氧化物-碳復(fù)合耐火資料歸于這一類的耐火資料。
2.可以改動耐火資料和熔渣的性質(zhì)、構(gòu)成等物質(zhì),以增加該耐火資料反抗溶渣浸透系數(shù)Rp值;例如,向鎂質(zhì)耐火資料增加Cr2O3者ZrO2等耐火資料。
還有一種破例的狀況,就是在熔渣中運用的耐火資料,因為碳和ZrO2等能被V2O5及V2O3潮濕,因而上述兩種方法對這種運用條件都力不從心。所以,其解決方法主要是選用致密鎂質(zhì)質(zhì)料,選用特殊顆粒級配以到達出產(chǎn)氣孔徑細化(r)的耐火資料。然后按捺熔渣向耐火資料內(nèi)部的浸透。
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