玻璃窑硅砖侵蚀损坏的原因机理分析
发布日期： 2018-07-26 18:30:10 阅读量（611） 作者：硅砖对碱性氧化物的抗侵蚀性较差，常用于池窑上部结构。通常池窑中的侵蚀剂主要是r2O(碱金属氧化物)。大量的R2O侵蚀硅砖后，会使硅砖表面层熔点急剧下降，并出现钟乳状液滴。但在正常操作时一般不会发生钟乳状侵蚀。碱性组分与砖表面接触后向砖体中间扩散也是同样存在的。但其扩散深度比在黏土质耐火材料上浅得多。此蚀变开始时R2O从表面对硅砖进行溶蚀，并通过气孔渗入砖体，只是在表面形成一层很薄的低熔点变质过渡层，它使硅砖少受进一步的侵蚀。这时砖体外层的碱性组分较高，由此转向内层，碱性组分浓度突然下降。这是由于砖体表面被溶蚀，生成含有较多Si02的新的玻璃相，这种玻璃相的黏度较大，它不仅堵塞了气孔，同时还使碱金属离子向砖体内层的扩散迁移受到阻碍，防止砖体继续受侵蚀。只有当火焰喷向碹顶造成局部过热，砖表面的玻璃相被带走时，砖体才又进一步受到侵蚀。
大碹硅砖受到侵蚀后表面洁白光滑，变质层十分明显。变质层内除SiO2系结晶外，没有其他晶体。随着Na20的扩散侵入，对鳞石英的生长具有良好的矿化作用。因此在硅质耐火材料的蚀变带中，鳞石英的重结晶作用占有相当重要的地位。而且鳞石英长期与玻璃相接触，还可在交代反应时所产生的新的玻璃相中长成管柱状。最高温度区域附近的硅砖内表面为方石英结晶，鱗石英转化为方石英的温度理论上为1470°C，但有R20共存时转化温度可以下降至1260°C。石英在870°C开始转变为鳞石英，由这种转变可以推断出该处的温度。不论是重结晶或是多晶转变，都将削弱砖体内颗粒间结合的牢固度，甚至会因膨胀收缩不均而遭到破坏，出现松散剥落的现象。
池窑熔化池高温区硅砖受到侵蚀后，明显地分为几层：表面上为一层很薄的高黏度玻璃层;其后面是白色致密的方石英晶体;再后面是浅绿色方石英结晶层，这是由于含FeO较多，呈浅绿色;再后面是灰色过滤层，这层中鱗石英含量较原砖为高，而方石英含量较少;最里面的是浅黄色未变贡层。
硅砖对于R20液相的抗侵蚀性很差。R20液相首先侵蚀砖中的结合物这一薄弱环节，引起结合物流失，造成骨料松散脱落。如果筑炉或烤炉不当，硅砖砌体具有小的砖缝，则炉气中的R2O气相就会进入砖缝中。由于砖缝内部温度低，R2O气体在1400°C左右会冷凝成液体，这种高浓度R2O(碱金属氧化物)液体会很快侵蚀硅砖而形成洞。此时若有通风冷却，又会加速R2O气体的凝结，从而加速侵蚀，造成硅砖的严重破坏。
通常硅砖被侵蚀最严重的部位在其上部的1/3〜1/2处，此处气体已经冷凝，同时温度又较高，所以侵蚀最为严重。硅砖被侵蚀后，虽然上面冒火缝隙很小，但其稍下部位往往已经有一个很大的空洞，如图所示。
因此，对硅砖砌体一方面要求减少砖缝，包括使用大块碹砖;另一方面当窑温不超过1600°C时，采用碹顶保温可以防止R2O在砖缝中冷凝，从而减少侵蚀。所以大块碹砖保温不但可以节省燃料，还可以保护碹顶，延长使用寿命。
硅砖大碹生成的结石，在正常情况下见到的极少。由于硅砖的主要成分为Si02,在熔化池中Si02极易被熔化扩散，进入玻璃液中均化。这种含较多Si02的透明疙瘩，其中含有方石英或鳞石英的晶体，用肉眼观察可见到呈微黄绿色，这是硅砖含较多Fe203的缘故。但是在高温熔制时，由于窑顶硅砖熔融下流，致使其下部电熔浇铸砖被硅流蚀损，进入玻璃液中产生耐火材料结石。
硅砖在正常操作情况下(窑温低于1600°C)是十分耐用的，硅砖中的A1203为有害物质，含量略增会使耐火度大幅度下降。近年来窑温不断升高，要求使用优质硅砖，这种砖的Si02含量可达97%，A1203含量低于0.3%，其他杂质含量也在0.5%以下。荷重软化温度较一般硅砖高30〜40°C，因而可以升高池窑温度20〜30°C。
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