电熔锆刚玉砖在玻璃窑中的蚀变
发布日期： 2018-07-16 11:40:34 阅读量（557） 作者：电熔浇铸锆刚玉(AZS)砖，大多用于池窑温度最高部位和受玻璃液侵蚀最严重的部位。通常以含ZrO2量的多少来标志不同的砖型号。砖中主要由α-刚玉、斜锆石的两个晶相和玻璃相所组成。斜锆石除与α-刚玉共晶外，其余为游离状。砖中含ZrO2越多，游离状的斜锆石越多。这两种晶相的抗侵蚀性都很好，而且两种晶相紧密结合，结构均匀致密，因而抗侵蚀性更强。由于在砖中引人少量的Na2O,这就使莫来石析晶区缩小，莫来石晶相难以析出，而形成玻璃相填充于上述晶相之间。这种玻璃相受到高温玻璃液的侵蚀后生成黏度较大的钠长石质玻璃，由于其中溶解了一定量的ZrO2而黏度更大。这层高黏度的玻璃质滞留在砖表面上，不易扩散，因而保护了砖体。如果砖体结晶粗大，受侵蚀后不易生成高黏度层，玻璃液就容易渗入砖体，较快地对砖体进行侵蚀。
锆刚玉砖的蚀变过程，首先是熔融玻璃砖与砖中原来存在的玻璃相发生作用，逐渐扩散溶解。之后，砖中的α-刚玉和单斜锆石依次缓慢溶解。砖体表面附近的玻璃液黏度增大，形成了抗侵蚀的保护层。同时交代反应会产生α-刚玉、霞石、骨架状斜锆石等。通常池壁上部液面附近的砖，其变质层中的玻璃液已向砖体明显渗透，但^刚玉和斜锆石共晶还被残存的玻璃相联结着。在池壁下部的砖，其表面为α-刚玉、斜锆石残存体和浑浊的玻璃相，由于砖中玻璃相和玻璃液反应而生成霞石质液相，溶解了一部分锆英石，形成高黏度变质层。在温度降低时，溶解的ZrO2会析出星形或树枝形晶体，这就是斜锆石二次结晶。在池壁下部的高黏度层中则多为斜锆石二次结晶与霞石结晶共存。随着使用时间的延长，这两种晶相可能被玻璃液流带走，然后进一步向玻璃液扩散。较难熔化的斜锆石，则可能部分溶解而残留在玻璃液中作为结石在成品中出现。
在某些情况下，池壁砖不是整个池深为一整块，而是分层砌筑，这就有水平缝。在水平缝处很容易受到侵蚀。电熔浇铸锆刚玉砖和烧结黏土砖的侵蚀情况不同。黏土砖在水平缝的上下面基本上受到同样的侵坪，而锆刚玉砖则是水平缝上方受到严重侵蚀，水平缝下方受侵蚀较轻，如图1所示。这种向上钻孔状的侵蚀过程大致如下：池壁水平缝有间隙，熔融玻璃就容易乘虚而人，这时水平缝上方的砖会受到来自下方玻璃液的侵蚀而生成高黏度的保护层。该保护层在重力作用下容易向下流动。由于该高黏度层的流失，露出新的砖面又会受到新的侵蚀。这时会有一些气泡处于受侵蚀层的最上端，因而使侵蚀加剧。这样反复作用的结果，就使水平缝上方的砖受到向上强烈的钻孔侵蚀。而水平缝下部的砖其保护层则不会流失，在下表面上也没有气泡停留，所以受到侵蚀较轻。现在由于窑温的升高，并采用了辅助电熔和鼓泡技术，水平缝上方的侵蚀更为严重。因此，多采用整块池壁砖的设计。
图1 池壁砖侵蚀图
在还原气氛中制造的锆刚玉砖，抗侵蚀性较差。这是由于电炉使用石墨电极和石墨炉衬，产生还原气氛，C和CO会使熔融体中的Fe2O3、TiO2、SiO2的一部分被还原为低价氧化物，使组分增加，砖中玻璃相的软化温度会下降100〜150℃。这种砖在高温下使用时，其玻璃相的黏度较低，较容易向高温玻璃液中扩散，使砖中的晶相失去结合物而进入玻璃液中，形成条纹和结石。
在还原气氛下制造的锆刚玉砖，还会在玻璃中产生气泡。这是由于砖中玻璃相中低价氧化物和其他还原物质(如C)都具有强还原性，它们与玻璃作用时夺取溶解于玻璃中的氧使玻璃液中的可溶解气体变得不易溶解而成为气泡。如溶于玻璃液中的SO3被还原后成为SO2，SO2在玻璃液中的溶解度低，因而成为气泡，使玻璃质量下降。
现在采用氧化法制锆铬刚玉砖，可改善其使用性能，防止上述缺陷的产生。
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