電(diàn)熔锆刚玉砖在玻璃電(diàn)熔窑如何延長(cháng)使用(yòng)寿？
2024-02-01 11:23:13 点击：
電(diàn)熔锆刚玉砖在玻璃電(diàn)熔窑如何延長(cháng)使用(yòng)寿？
電(diàn)熔锆刚玉砖受到的侵蚀主要分(fēn)為(wèi)物(wù)理(lǐ)作用(yòng)和化學(xué)作用(yòng)。物(wù)理(lǐ)作用(yòng)是指玻璃熔窑池壁在長(cháng)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。由于疲劳过度导致電(diàn)熔锆刚玉砖的结构受到破坏，致使表层裂隙增多(duō)，结构疏松。因此，在气流、物(wù)料及玻璃液冲刷作用(yòng)下而开裂、剥落，并且这一过程会不断地重复进行。
一、 侵蚀机理(lǐ)
化學(xué)作用(yòng)对電(diàn)熔锆刚玉砖侵蚀更為(wèi)复杂和剧烈，可(kě)以分(fēn)成4个方面：
1、玻璃相的析出
池壁電(diàn)熔锆刚玉砖長(cháng)期受高温玻璃液的作用(yòng)(>1500℃)，一方面砖内的玻璃相会逐渐熔融析出(zui低析出温度為(wèi)1150℃左右)；另一方面含Na2O的碱性玻璃液会沿砖體(tǐ)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，进而使侵蚀行為(wèi)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，构成砖體(tǐ)的骨架矿物(wù)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(fēn)解為(wèi)α-Al2O3和SiO2，进而又(yòu)促使α-Al2O3转為(wèi)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、解體(tǐ)、部分(fēn)溶融。β-Al2O3在高温下逐步溶解在玻璃中，很(hěn)少被保留下来，随着玻璃的不断扩散渗透，斜锆石微晶成為(wèi)游离状态，一部分(fēn)随玻璃液被带走，可(kě)能(néng)成為(wèi)玻璃结石，一部分(fēn)被保留下来。斜锆石虽然能(néng)够溶入玻璃中，但是溶解度很(hěn)小(xiǎo)，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體(tǐ)。
3、新(xīn)矿物(wù)的析晶
由于砖體(tǐ)的骨架矿物(wù)部分(fēn)熔融于玻璃液中，改变了原玻璃液的成分(fēn)。因此，当玻璃液中的SiO2-Al2O3-Na2O的比值接近于霞石的理(lǐ)论组成时，便有(yǒu)大量的霞石晶體(tǐ)析出。
Al2O3+2SiO2+Na2O→2NaAlSiO4(霞石)
4、霞石的侵损
由于霞石的密度小(xiǎo)于砖體(tǐ)的密度，因此在析出霞石晶體(tǐ)的同时，伴随着较大體(tǐ)积的膨胀，使砖體(tǐ)结构疏松。尽管此时砖中部分(fēn)结晶相的熔融会使玻璃液黏度提高，对疏松结构有(yǒu)一定的粘结保护作用(yòng)，但仍不能(néng)完全阻挡窑内气流、物(wù)料及玻璃液冲刷和重力的作用(yòng)，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。结果必然导致電(diàn)熔锆刚玉砖的侵蚀、解體(tǐ)。
二、延長(cháng)電(diàn)熔锆刚玉砖在玻璃電(diàn)熔炉中的使用(yòng)寿命
众所周知，玻璃池窑水平熔化，料液面水平移动，除流液洞外在三相界面处侵蚀严重，如图1所示。玻璃電(diàn)熔炉是垂直熔化，大部分(fēn)都是冷顶熔化，玻璃液面被一层生料层覆盖，有(yǒu)较少三相界面的出现。由于是垂直熔化，对池壁砖侵蚀不再集中在三相界面，而是整體(tǐ)侵蚀，所以電(diàn)熔刚玉砖的薄弱环节就是侵蚀的突破口，如图2〜4所示。
针对電(diàn)熔锆刚玉砖侵蚀机理(lǐ)，首先要严格控制電(diàn)熔锆刚玉砖原料成分(fēn)里Na2O的含量，标准要求33#WS中Na2O的含量在1.45%以下，41#WS中Na2O的含量在1.3%以下，我公司電(diàn)熔炉标准要求33WS中Na2O的含量在1.35%以下，41#WS中Na2O的含量在1.05%以下。
针对图2的侵蚀部位，要求冒口与砖材比例须达到1.5:1,通过冒口料的压力,有(yǒu)效减少砖材中气孔的残留，增强注口处砖材抗侵蚀能(néng)力，并且要求注口没有(yǒu)明显的缩孔残留。
针对图3的侵蚀部位，在電(diàn)熔锆刚玉砖组装过程中严格检验砖缝，要求在0.3mm以下，烤窑过程中严格控制各部位的膨胀差别，保证过程中砖缝的严密程度，从而减少气體(tǐ)进入，防止在砖缝处形成三相界面，减轻图3部位的侵蚀。
针对图4部位的侵蚀，设计过程中要求砖的宽度小(xiǎo)于400mm，过宽会导致砖材内部存在缩孔残留多(duō)，内部疏松；要求冒口与砖材比例须达到1.5:1，通过压力、排出气體(tǐ)率，提高砖材内部质量；窑炉运行后期减少保温，通过降低砖材温度，降低侵蚀速度。
