红柱石质耐火材料抗CO侵蚀性的研究

红柱石是一种性能优良的铝硅系耐火原料在高温下不可逆地转变为莫来石和富SiO2液相近 年来，以红柱石为原料的耐火制品广泛地应用于炼铁、炼钢、炼铝等的高温设备。在铝硅系 耐火及陶瓷制中，添加少量或大量红柱石就可以提高制品的高温抗热震性能或加强低蠕变性能。此次主要研究红柱石耐火材料在不同温度下CO对红柱石耐火材料的侵蚀。

研究发现红柱石耐火材料侵蚀前后的常温耐压强度及显气孔率，对比可知在不同温下CO侵蚀后与侵蚀前的常温耐压强度与显气孔率变化规律相同。红柱石试样在500、700℃下抗CO侵蚀后的常温耐压强度和显气孔率均比未侵蚀前低，这可能是因为红柱石试样中以固溶体形式存在于莫来石晶体中的Fe₂O₃杂质在CO侵蚀下，Fe₂O₃可能被CO还原成Fe、FeO、Fe₃O₄，其可能发生的反应：2Fe₂O₃+CO→FeO+Fe₃O₄+CO₂。而Fe²⁺的半径比Fe³⁺的大，Fe²⁺易从莫来石中脱溶，进入玻璃相，降低FeO的固溶体，造成莫来石结构破坏，使试样的强度降低。而CO在Fe₂O₃催化作用下可能发生反应：2CO→CO₂+C，由此可知在705℃以下反应是自发进行的，反应沉积的炭使试样的显气孔率略有下降。红柱石试样在900℃抗CO侵蚀后的常温耐压强度比未侵蚀前高，显气孔率相差不大。当抗侵蚀试样温度升高至900℃时，进入玻璃相Fe²⁺促进了玻璃相析晶，使试样的强度增大。

结果表明：抗CO侵蚀试验后，试样表面有积碳层，并可见少量裂纹；与抗CO侵蚀试验前相比，抗CO侵蚀试验后试样的显气孔率略有下降，体积密度基本上没有变化，常温耐压强度下降，其中，含有较多高铁原料的试样的强度损失率为50.5％—56.6％，比含有较多低铁原料的试样的强度损失率(19.2％ ～27.3％)高；此外，含有较多高铁原料的试样表面可见气孔，并有少量颗粒脱落，这可能是云母之类的杂质分解后造成的。这表明，含有较多高铁原料的试样的抗CO侵蚀性较差

XRD分析表明，试样中的主晶相是莫来石。SEM照片中可见有明显的气孔以及在气孔周围聚集的碳；微区分析表明沉积碳与Fe有共存现象。

红柱石耐火材料被CO侵蚀后，碳发生沉积，会形成宏观裂纹。使用高氧化铁含量原料的试样经侵蚀试验后强度的下降较明显。因此，使用纯度高的红柱石原料制成的红柱石耐火材料具有优异的抗CO侵蚀性能。