電廠鍋爐、煤氣化爐在運行生產(chǎn)過程中，燃燒的主要原料煤避免不了在高溫下產(chǎn)生煤灰和熔渣然后對爐壁使用的耐火磚進行各種沖刷和侵蝕，以及發(fā)生各種各樣的化學(xué)反應(yīng)，其中最常見的就是受熱面上的結(jié)渣現(xiàn)象。結(jié)渣就是軟化或熔融的煤灰黏附在受熱面上，并生長和積累形成渣體覆蓋層。熔融煤灰在耐火磚上的結(jié)渣是一個復(fù)雜的物理化學(xué)變化包括熔融的煤灰在耐火材料表面逐漸的堆積和向耐火磚內(nèi)部不斷的滲透與侵蝕。
煤灰的滲透和侵蝕溫度是最重要因素，對不同耐火磚的抗煤灰侵蝕不同，主要取決于耐火磚的組成和結(jié)構(gòu)，其中結(jié)構(gòu)致密度尤其重要；煤灰對耐火磚的侵蝕其實就是煤灰與耐火磚中各礦物元素互相侵蝕與滲透的結(jié)果，在侵蝕過程中還伴隨著各種化學(xué)反應(yīng)來抑制或促進侵蝕，選取四種常用的耐火磚(高純剛玉磚、高鋁磚、鎂鋁磚和碳化硅磚 )，分析在不同溫度下熔融煤灰在其表面的潤濕性。下表為將原煤燒成煤灰后的化學(xué)分析。
一：煤灰在不同耐火磚上的潤濕發(fā)現(xiàn)
煤灰在耐火磚上隨溫度變化經(jīng)歷了變形、熔融和潤濕這幾個階段。隨著溫度的升高，幾種耐火磚與煤灰的接觸角越小，即隨著溫度的升高，煤灰在耐火磚上的潤濕性也越來越好，當(dāng)接觸角變?yōu)?°時，熔融煤灰完全潤濕在耐火磚表面上。熔融煤灰在不同耐火磚上的所表現(xiàn)出來的潤濕性也不同，煤灰在剛玉磚上接觸角隨溫度變化增長最快，而在高鋁磚上接觸角的增長最慢，碳化硅磚與煤灰的接觸角對應(yīng)的溫度要整體高于鎂鋁磚，從潤濕重點來看，即煤灰完全潤濕于耐火磚表面時剛玉磚所需溫度最高，鎂鋁磚和碳化硅磚次之，高鋁磚最低。
二：不同溫度下煤灰對不同耐火磚侵蝕表面的形貌
煤灰在各耐火磚不同溫度下的侵蝕形貌可以得知當(dāng)1200℃時，剛玉磚上灰渣分布松散，呈弱黏聚態(tài)：高鋁磚上的灰渣分布均勻而致密，呈強黏結(jié)態(tài)：鎂鋁磚上的灰渣聚集在一起，但并未與耐火磚發(fā)生任何的結(jié)合：碳化硅磚上的灰渣也聚集在一起，與耐火磚發(fā)生輕微結(jié)合，呈若黏聚態(tài)。
1300℃時，剛玉磚上的煤灰開始熔融的趨勢，與剛玉磚結(jié)合緊密，呈強黏結(jié)態(tài)：高鋁磚上的灰渣比較分散地粘結(jié)在其表面上，與高鋁磚呈強黏結(jié)態(tài)：鎂鋁磚上煤灰發(fā)生了流動：碳化硅磚表面已經(jīng)被煤灰侵蝕，表面開始發(fā)生破壞，耐火磚表面的灰渣已經(jīng)脫落。
1350℃時，剛玉磚上的煤灰已經(jīng)成熔融狀態(tài)且煤灰邊緣橙黃色，灰渣與磚面結(jié)合緊密：高鋁磚上的煤灰呈熔融態(tài)且聚集在一起，并發(fā)生輕微流動，鋪展在鎂鋁磚表面，渣層非常光滑：碳化硅磚的表面受煤灰侵蝕壞較為嚴重
三：總結(jié)發(fā)現(xiàn)
通過不同溫度下煤灰對耐火磚侵蝕的形貌可以得知，溫度對煤灰在耐火材料上的侵蝕影響很大。隨著溫度的逐漸升高，煤灰從固態(tài)緩慢開始熔融，熔融的煤灰在耐火磚表面的粘結(jié)能力和侵蝕能力以及耐火磚在熔融煤灰中的溶解能力都比其固態(tài)時明顯加強。因此，溫度越高，耐火磚受煤灰的侵蝕成都越嚴重。