從燃燒器上取一塊由外到內完整的襯體澆注料作為試樣，將殘襯試樣根據不同顏色從外到內分為4層，如圖1所示。采用X射線衍射儀分析各層的物相組成，采用X射線熒光光譜儀分析各層的化學組成。

一：結果與分析

1.1外觀

從試樣截面可以看出，1層呈現淡黃色，有明顯的熔蝕現象，說明澆注料表面產生了液相；2 層呈現白色，結構最為疏松，澆注料已經完全變質，基本上都是堿鹽的結晶堆積；3層呈現淡黑色，結構致密，可以看到澆注料組分中的骨料顆粒；4 層呈現灰色，結構致密，未發現結晶物質，可以清楚看到澆注料的基質部分和骨料顆粒。

1.2物相組成

襯體澆注料試樣的 XRD 圖譜見圖 2。從圖中可以看出，1 層的主要物相是鈣長石（CAS2 ）、硅灰石（C2 S）和鉀長石（KAS6）。硅灰石（C2 S）是由水泥熟料在燃燒器襯體澆注料表面的黏附所致；鈣長石（CAS2 ）可能是由于水泥熟料中的含鈣物質滲透進襯體澆注料中，與澆注料基質部分發生反應生成：鉀長石（KAS6）可能是原燃材料中的堿性物質在高溫煅燒過程中揮發出含 K 的氣相物質，與燃燒器澆注料相遇后，在其表面凝聚沉積，并與澆注料的基質在高溫下反應生成。CAS2 和 KAS6 兩種礦物均為低熔點物，高溫熔融產生液相，造成襯體表面的熔蝕，降低了澆注料的表面強度從而加速其磨損。在1層礦物組成中未發現 SiC，說明該層 SiC 在高溫下發生了氧化。

2層的主要物相是剛玉（Al2O3 ）、SiC、白榴石相（KAS4）和鉀剛玉（KAlO2）。白榴石相（KAS4）的產生是由于原燃材料中的K高溫狀態下與澆注料中的α-Al2O3 和硅微粉發生如下反應：

Al2O3 ＋ K2O ＋ 4SiO2 →2KAlSi2O6 。（1）

鉀剛玉（KAlO2）的產生是由于進入澆注料內部的K與澆注料基質中的Al2O3發生如下反應：

K2O＋Al2O3 →2KAlO2。（2）

KAS4的產生導致體積膨脹29％，KAlO2的產生導致27. 8％的體積膨脹。因此KAS4和KAlO2 的產生會導致襯體結構的破壞，致使襯體澆注料損毀。2層中存在SiC這是因為1層中的SiC 氧化之后，在襯體表面形成了一層SiO2薄膜，從而阻止內部的SiC氧化。SiO2薄膜也能阻止堿蒸氣進入澆注料內部，但在2層中也發現了堿金屬的存在。可能是由于燃燒器所處位置在窯頭罩的空間之中，襯體澆注料長時間受到夾雜著飛砂料的高溫二次風的沖刷，損壞了襯體表面的SiO2薄膜，導致堿蒸氣得以進入澆注料內部形成連續的侵蝕。3、4 層中主要物相是Al2O3和SiC這與Al2O3－SiC系列澆注料的物相組成相符，說明3、4 層未受到堿鹽的侵蝕

1.3 化學組成

襯體澆注料各分析層的化學組成見表1。從表1中可以看出，1層、2層中含有大量的K鹽和 Na 鹽，Al2O3和SiO2含量明顯低于正常值，說明該處已經被堿性物質嚴重蝕損。

1層中CaO的含量明顯高于正常值，其來源可能是水泥熟料，燃燒器襯體澆注料的表層在K、Na鹽等物質的作用下，高溫產生液相，水泥熟料飛砂粘附在澆注料表面。由1層到3層，Na2O的含量顯著降低，而在3層中仍有相當數量的K2O存在，可能是K的滲透能力強于Na的。在2層中，K2O的含量遠遠高于Na2O的含量，由此推斷對澆注料內部基質進行化學侵蝕并產生破壞作用的主要是K鹽：一方面，滲透進入澆注料內部的K鹽與基質反應生成

KAlO2和KAS4 等新的化合物產生了體積膨脹，改變了基質的組成和結構，導致澆注料的損傷；另一方面，K鹽滲透進入澆注料基質后，在溫度降低的過程中逐漸冷卻沉積，由于它的體積密度較低，沉積后會產生體積膨脹，從而導致澆注料基質損傷；而且它的力學性質與原基質截然不同，溫度波動時，在熱應力的作用下，可能會發生斷裂或由于體積變化而導致澆注料基質損傷。表1中所示的Fe2O3、Na2O、MgO 等其他氧化物，在XRD 物相分析中未發現相關礦物，說明它們以玻璃相形式存在于澆注料中。

二 ：結論

（1）燃燒器襯體澆注料的外表面由于產生了低熔點的鈣長石和鉀長石，在高溫下會產生液相，降低了澆注料的表面強度，造成澆注料的熔蝕損壞。

（2）高溫二次風的沖刷損壞了澆注料表層由SiC氧化所形成的 SiO2 薄膜，導致堿鹽得以進入澆注料內部形成連續的侵蝕。

（3）燃燒器的化學侵蝕主要來自 K 鹽：一方面是 滲透進入澆注料內部的 K 鹽與基質反應生成新的化合物，破壞澆注料基質組成；另一方面是由于鉀鹽的自身密度差異，在澆注料基質內沉積冷卻后產生體積膨脹。二者綜合作用導致澆注料襯體損壞。