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莫来石耐火材料
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因电熔锆刚玉砖、莫来石砖产生的玻璃结石原因及特征
时间:19-06-12  来源:荣盛耐材

  在玻璃熔窑中,含锆耐火材料包括电熔莫来石砖(俗称黑铁砖)和电熔锆刚玉砖(俗称白铁砖)。这两种砖是玻璃产生锆质耐火材料结石的关键因素。电熔莫来石是砌筑玻璃池墙、流液洞的重要耐火材料,在接触玻璃液的工作面呈浅红色,砖体内部仍为黑灰色,其砖受侵蚀后在板面上出现的结石大多为黄白色、白色疙瘩,颗粒较小,致密度大、坚硬。电熔莫来石砖矿相组成:莫来石、斜锆石、玻璃相,结构中莫来石为板状、柱状;斜锆石呈粒状、链状与莫来石交错生长在一起,电熔莫来石砖的蚀变主要是砖中存在一些玻璃相,在受到侵蚀的过程中,玻璃相吸收碱性组分与莫来石产生交代反应生成刚玉、β-刚玉、霞石。难熔的斜锆石则熔入玻璃液中,如有足够的时间条件反应可析出二次结晶的骨架状、松枝状斜锆石。


  电熔锆刚玉砖的矿相组成:刚玉、斜锆石、AZ共晶体及玻璃相。由于刚玉、斜锆石相互紧密结合,均匀致密地形成共晶结构、气孔率低,因而抗侵蚀性能很好,并随ZrO2含量增大而提高。锆刚玉砖一般用于温度较髙,玻璃液冲刷较严重的部位,如:小炉喷火口,下层池壁和流液洞等处,砖体与玻璃液接触的工作面常呈黄棕色和浅白色。其砖受侵蚀后在板面上出现的结石,大多为黄白色、白色疙瘩,颗粒较小、致密、坚硬。玻璃中碱性组分仍是侵蚀的主要组分,在高温下锆刚玉砖的蚀变过程为玻璃中碱性氧化物同刚玉发生交代反应生成霞石,斜锆石则难同玻璃液反应,被富集在接触带中,随温度升高熔融于玻璃液中,在玻璃成形冷却过程中析出二次重结晶的骨架状、星花状斜锆石,常和霞石共生。


  莫来石是含碱玻璃对硅铝质耐火材料侵蚀交代产生的结果,在显微镜下呈针状、柱状,突起偏高,双折射率中等,有淡红至淡绿的多色性,其中细长针状较多,常与霞石伴生。霞石是玻璃中的碱性组分与耐火材料扩散交代作用的产物,出现在侵蚀交代后期,呈六方片状、阶梯状,有时有羽毛状集合体,还有短柱状、柱状,光学性质与石英相似,干涉色低,有聚片双晶。霞石常与刚玉伴生。斜锆石是锆刚玉砖的主要晶相。砖体与玻璃中碱性组分反应而生成的斜锆石晶体是二次结晶,为细小的粒状或主干与分枝成90°交角的骨架状。各种形态的斜锆石与骨架状方石英的区分是斜锆石突起高,双折射高,常与霞石共生。图1所示为部分锆质耐火材料结石的形成。


  图1 部分锆质耐火材料结石


  要预防锆质耐火材料结石,必须选用优质耐火材料;减少投料时配合料细粉的飞扬;加强池壁保护,避免配合料接触池壁;严格控制原料质量,排除锆质结石的引入;加强熔化操作,减少玻璃液面的大幅度波动。


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