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锆刚玉砖在玻璃电熔窑中侵蚀严重的原因
发布时间：
2022-07-28 11:14
电熔锆刚玉砖受到的侵蚀主要分为物理作用和化学作用。物理作用是指玻璃熔窑池壁在长期运行过程中，反复经受急冷急热的冲击，其表层必然经历收缩一膨胀的变化过程。由于疲劳过度导致电熔锆刚玉砖的结构受到破坏，致使表层裂隙增多，结构疏松。因此，在气流、物料及玻璃液冲刷作用下而开裂、剥落，并且这一过程会不断地重复进行。
化学作用对电熔锆刚玉砖侵蚀更为复杂和剧烈，可以分成4个方面：
1、玻璃相的析出
池壁电熔锆刚玉砖长期受高温玻璃液的作用(>1500℃)，一方面砖内的玻璃相会逐渐熔融析出(最低析出温度为1150℃左右);另一方面含Na2O的碱性玻璃液会沿砖体的气孔、裂隙侵入砖内，与析出的玻璃相扩散、相互渗透，因而使析出的玻璃液黏度降低、流动性提高，进而使侵蚀行为加剧，并向纵深扩展。
2、骨架受损
随着玻璃液向纵深的侵蚀加剧，构成砖体的骨架矿物也逐渐被含Na2O的玻璃液所浸润、包围，骨架也开始受到侵蚀。首先被溶解的莫来石分解为α-Al2O3和SiO2，进而又促使α-Al2O3转为β-Al2O3。随着温度的升高β-Al2O3全部溶解在玻璃液中，斜锆石、刚玉晶格也受到破坏，进而碎裂、解体、部分溶融。β-Al2O3在高温下逐步溶解在玻璃中，很少被保留下来，随着玻璃的不断扩散渗透，斜锆石微晶成为游离状态，一部分随玻璃液被带走，可能成为玻璃结石，一部分被保留下来。斜锆石虽然能够溶入玻璃中，但是溶解度很小，随着温度的波动，ZrO2便从玻璃液中快速析晶，形成骨架状或串珠状斜锆石晶体。
3、新矿物的析晶
由于砖体的骨架矿物部分熔融于玻璃液中，改变了原玻璃液的成分。因此，当玻璃液中的SiO2-Al2O3-Na2O的比值接近于霞石的理论组成时，便有大量的霞石晶体析出。
Al2O3+2SiO2+Na2O→2NaAlSiO4(霞石)
4、霞石的侵损
由于霞石的密度小于砖体的密度，因此在析出霞石晶体的同时，伴随着较大体积的膨胀，使砖体结构疏松。尽管此时砖中部分结晶相的熔融会使玻璃液黏度提高，对疏松结构有一定的粘结保护作用，但仍不能完全阻挡窑内气流、物料及玻璃液冲刷和重力的作用，而开裂、剥落进入玻璃液，形成玻璃结石。剥落后的创面继续受到玻璃液的侵蚀、冲刷而继续剥落。结果必然导致电熔锆刚玉砖的侵蚀、解体。
玻璃熔窑是由耐火材料构成的熔制玻璃的热工设备。玻璃熔窑的使用效率与寿命,很大程度上取决于耐火材料的品种与质量。玻璃生产技术的发展在很大程度上依赖于耐火材料制造技术的提高。因此,合理选择和使用耐火材料是玻璃熔窑设计里十分重要的内容 。要做到这些必须掌握以下两点,一是所选耐火材料的特性和适用部位,二是玻璃熔窑各部位的使用条件与蚀损机理。
电熔锆刚玉砖是用工业氧化铝粉与锆英砂(含氧化锆66%、二氧化硅34%左右)等在电炉内经电炉高温熔化，熔化后浇铸成型(浇铸温度1780——1840℃)，注入模型内冷却而形成接近白色的固体，其岩相结构由刚玉与锆斜石的共析体和玻璃相组成，从相学上讲是刚玉相和锆斜石相的共析体，玻璃相充于它们的结晶之间。
电熔锆刚玉砖在生产中会产生各种缺陷，从而导致制品的使用质量低劣。锆刚玉砖的物理、化学的不均匀性，常常是制品产生缺陷的主要原因。配合料中未熔透的颗粒及没来得及从熔体中排出的气体夹杂物都属于物理不均匀性。而沿熔炉深度上熔体组成的不同则属于化学不均匀性。
电熔锆刚玉砖受到的侵蚀主要分为物理作用和化学作用。物理作用是指玻璃熔窑池壁在长期运行过程中，反复经受急冷急热的冲击，其表层必然经历收缩一膨胀的变化过程。由于疲劳过度导致电熔锆刚玉砖的结构受到破坏，致使表层裂隙增多，结构疏松。因此，在气流、物料及玻璃液冲刷作用下而开裂、剥落，并且这一过程会不断地重复进行。
