電熔鋯剛玉磚在玻璃電熔窯中侵蝕嚴重的原因

 

化學作用對電熔鋯剛玉磚侵蝕更為復雜和劇烈，可以分成4個方面：

 

1、玻璃相的析出

 

池壁電熔鋯剛玉磚長期受高溫玻璃液的作用(>1500℃)，一方面磚內的玻璃相會逐漸熔融析出(析出溫度為1150℃左右)；另一方面含Na2O的堿性玻璃液會沿磚體的氣孔、裂隙侵入磚內，與析出的玻璃相擴散、相互滲透，因而使析出的玻璃液黏度降低、流動性提高，進而使侵蝕行為加劇，并向縱深擴展。

 

2、骨架受損

 

隨著玻璃液向縱深的侵蝕加劇，構成磚體的骨架礦物也逐漸被含Na2O的玻璃液所浸潤、包圍，骨架也開始受到侵蝕。首先被溶解的莫來石分解為α-Al2O3和SiO2，進而又促使α-Al2O3轉為β-Al2O3。隨著溫度的升高β-Al2O3全部溶解在玻璃液中，斜鋯石、剛玉晶格也受到破壞，進而碎裂、解體、部分溶融。β-Al2O3在高溫下逐步溶解在玻璃中，很少被保留下來，隨著玻璃的不斷擴散滲透，斜鋯石微晶成為游離狀態，一部分隨玻璃液被帶走，可能成為玻璃結石，一部分被保留下來。斜鋯石雖然能夠溶入玻璃中，但是溶解度很小，隨著溫度的波動，ZrO2便從玻璃液中快速析晶，形成骨架狀或串珠狀斜鋯石晶體。

 

3、新礦物的析晶

 

由于磚體的骨架礦物部分熔融于玻璃液中，改變了原玻璃液的成分。因此，當玻璃液中的SiO2-Al2O3-Na2O的比值接近于霞石的理論組成時，便有大量的霞石晶體析出。

 

Al2O3+2SiO2+Na2O→2NaAlSiO4(霞石)

 

4、霞石的侵損

 

由于霞石的密度小于磚體的密度，因此在析出霞石晶體的同時，伴隨著較大體積的膨脹，使磚體結構疏松。盡管此時磚中部分結晶相的熔融會使玻璃液黏度提高，對疏松結構有一定的粘結保護作用，但仍不能完全阻擋窯內氣流、物料及玻璃液沖刷和重力的作用，而開裂、剝落進入玻璃液，形成玻璃結石。剝落后的創面繼續受到玻璃液的侵蝕、沖刷而繼續剝落。結果必然導致電熔鋯剛玉磚的侵蝕、解體。