熔铸锆刚玉砖特征及低渗出产品的开发
2020-07-10 14:17:49 点击：
熔铸锆刚玉砖也可(kě)称為(wèi)刚玉—斜锆石制品，其主要化學(xué)成分(fēn)Al2O3為(wèi)50％一70%，ZrO2為(wèi)20％一40％，其余為(wèi)SiO2。主要矿物(wù)组成為(wèi)斜锆石(ZrO2)、刚玉(α—Al2O3)和玻璃相。斜锆石结晶形成砖體(tǐ)骨干，ZrO2熔点高(2715℃)，化學(xué)稳定性好，对酸性、碱性介质特别是抵抗玻璃液的侵蚀能(néng)力较强。
熔铸锆刚玉砖的主要特征
熔铸锆刚玉砖化學(xué)成分(fēn)、矿相组成及體(tǐ)积密度不均匀性是它區(qū)别于烧成和不烧成致密定型耐火制品的主要特征，这与其浇铸过程中熔體(tǐ)冷却為(wèi)铸件的固化过程有(yǒu)关。
國(guó)内外有(yǒu)关熔铸锆刚玉耐火砖的化學(xué)和岩相研究证明:熔铸锆刚玉砖沿制品原厚(高)度和同一截面不同取样部位的化學(xué)组成、矿相组成及體(tǐ)积密度是不均匀的。
熔铸锆刚玉砖随着ZrO2含量的增加，其性能(néng)也随之提高，一般将锆刚玉砖按ZrO2量的多(duō)少分(fēn)為(wèi)若干级，如含33％、36％、41％三级，也有(yǒu)分(fēn)為(wèi)含30％、40X、50％的等级，尚不统一。目前使用(yòng)较多(duō)的是含锆33％的制品，其密度為(wèi)3.65—3.7g／cm3，高使用(yòng)温度為(wèi)1700℃左右。
熔铸锆刚玉砖使用(yòng)在玻璃熔窑等工业窑炉中，在玻璃熔窑中的使用(yòng)部位是砌筑上层池壁、小(xiǎo)炉子碹、小(xiǎo)炉垛、舌头碹及胸墙等处。
低渗出熔铸锆刚玉砖的开发
玻璃窑炉上部结构用(yòng)的熔铸锆刚玉砖除经受玻璃窑炉高温负荷之外,同时还要抵御来自玻璃配合料的飞料和特殊玻璃组成中挥发物(wù)的物(wù)理(lǐ)冲刷和化學(xué)侵蚀。因而,在材料的开发过程中应当对材料的玻璃相渗出行為(wèi)、渗出量重点加以考虑。对玻璃窑炉上部结构用(yòng)熔铸锆刚玉砖的研制进行材料合理(lǐ)设计,控制其成分(fēn)和组织结构,控制其生产制造工艺,以达到开发具有(yǒu)较低玻璃相含量与渗出量的低渗出熔铸锆刚玉砖的目的。
熔铸锆刚玉砖中,SiO2、Na2O是玻璃相的主要成份,决定着熔铸锆刚玉砖中玻璃相的含量,减少SiO2和Na2O含量则可(kě)以降低玻璃相的含量,从而降低玻璃相的渗出量。同时,Fe2O3和TiO2杂质成份,以及熔化浇铸过程中石墨電(diàn)极、树脂砂型的渗碳污染,在高温下氧化会驱动材料中玻璃相的渗出。因此,在料方设计中,要降低SiO2和2Na2O含量、控制Fe2O3、TiO2杂质带入;同时,在生产制造过程中,要优化生产工艺,减少石墨電(diàn)极、树脂砂型的渗碳污染。
根据设计料方组成范围,确定多(duō)个配料组合进行小(xiǎo)批量试验浇铸,确认生产工艺,出箱后取样进行测试,测试结
可(kě)以看出,低渗出熔铸锆刚玉砖其化學(xué)主成份点仍归属Al2O3·ZrO2·SiO2三元相图中,但由于降低了玻璃相主成份的含量及控制杂质带入,玻璃相渗出量低。材料结晶固化形成晶體(tǐ)镶嵌结构,有(yǒu)利于减少玻璃相的渗出量,从而减少飞料中碱、硼等活性挥发物(wù)通过玻璃相向砖體(tǐ)扩散,进行化學(xué)置换、交替作用(yòng),从而减少对材料的蚀损,有(yǒu)助于提高玻璃窑炉的使用(yòng)寿命。
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