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玻璃窑用粘土砖损坏原因分析

当玻璃窑用粘土砖在高温下与玻璃液接触时,最初是砖体表面被熔融玻璃所浸润。此后,由于毛细管的作用,熔融玻璃被吸入砖的气孔之中,熔融体中富含碱金属的离子就会向气孔周围熟料晶相的间隙中逐步扩散,交代反应于是发生。玻璃液首先溶解粘土砖中的游离SiO2,莫来石被溶解则以较小的速度进行,因此它聚集到玻璃液与粘土砖的界面上。之后,小结晶的莫来石溶解了,而在气孔附近或与玻璃液接触的界面上产生重结晶长大的(次生的)莫来石。熟料中间还可能转化分解成β-Al2O3。由于交代不深,这些晶粒尺寸多是很细。此外,交代反应还形成一部分与原始玻璃液组成不同的玻璃相,这是由于熟料被部分溶解,熔融物中增添了SiO2Al2O3成分,这些熔融物将扩散到玻璃液的其余部分中去。

随着交代反应的发展,熟料颗粒将逐步解体,成为残余团粒,在其周围就可能出现发育长大的莫来石和β-Al2O3,在界面层中发生β-Al2O3结晶的聚集。还可能出现霞石和玻璃相,在此阶段Na2OK2O已渗透到熟料团粒中间。它与熟料中的莫来石反应如下:  

3 Al2O3·2SiO2+Na2O=NaO·Al2O3·2SiO2+2 Al2O3

莫来石与R2O共存时,在较低温度下就会分解。R2O量越多,则莫来石分解成为刚玉和霞石质液相的温度就越低。碱性组分由交代界面进入砖体内部是逐步向内扩散的,因此在界面层碱性组分高,β-Al2O3结晶聚集也较多。

交代作用进一步发展,熟料颗粒就可能转化成零落碎层,甚至会全部转化为次生的或新矿相,它们主要包括次生的莫来石和分解转化而来的β-Al2O3。以及交代反应生成的霞石、三斜霞石、白榴石、正长石、钠长石等。进一步遭受侵蚀后,它们会熔化进入玻璃液中,成为高铝质条纹或疙瘩。

  这种侵蚀在玻璃液面处最为激烈,这里不但温度高,还处于气、液、固三相交界处,而且会受到配合料中碱液和硝水的作用。硝水与粘土砖反应会生成SiS2,这种物质分解时产生气体使砖的变质层发泡,从而加速侵蚀。

  碱金属氧化物的挥发物在10001100℃时,可以与粘土砖发生反应,即R2O与粘土砖中的莫来石反应生成刚玉与霞石质玻璃相。后者继续受到R2 O作用生成长石质玻璃相。如果R2O中的主要成分为K2O,则可在粘土砖表面生成一层高粘区的钾霞石和β-Al2O3强有力的保护层。但易盛娱乐耐火砖中如含SiO2成分较少时,与R2O反应后会使这层玻璃质釉层剥落。

  玻璃窑用粘土砖受到配合料粉尘的侵蚀后,生成一层釉,这层釉除玻璃相外,还有呈复杂双晶的霞石、白榴石、长石和莫来石。此釉层在较高温度下会流失。残留物在格子砖温度较低处凝固,容易将格子孔堵死,这会使蓄热室格子砖的蓄热效果大为降低。通常粘土质格子砖使用30个月以上是很困难的。


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