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锆刚玉砖抗高温下玻璃侵蚀作用的性能是决定玻璃熔窑寿命、其工作条件和玻璃制品质量的主要因素。锆刚玉砖被熔融玻璃液侵蚀是一个复杂的物理化学问题,这个问题最近几年越来越显得重要,这与采用较高的玻璃熔化温度、提高玻璃熔窑每平方米熔化面积的玻璃液产量、引入助熔剂和其他因素有关。
锆刚玉砖被玻璃熔体侵蚀的速度取决于许多反应过程,而这些反应过程的机理又取决于锆刚玉砖的化学组成和相组成,它的结构和组织,作用于锆刚玉砖的玻璃熔体的化学组成和性质,玻璃生产的工艺参数,其中包括温度和玻璃液在窑内的运动速度,锆刚玉砖砌体的冷却制度,窑炉的结构特点和许多其他因素。
锆刚玉砖的抗玻璃侵蚀性基本上是在实验室条件下按照苏联玻璃研究院研究的专门方法测定的,该方法是以测定锆刚玉砖与玻璃熔体接触的单位时间里所损失的物料量或体积为基础的。
锆刚玉砖化学组成和相组成的影响、它的构造以及玻璃和温度的作用可以在玻璃熔窑仗:用它们的数据的基础上,用电熔锆刚玉锆刚玉砖抗玻璃侵蚀性的综合研究实例加以探讨。在动态和静态条件下对抗玻璃侵蚀性的实验室研究结果表明,二氧化锆含量较高的锆刚玉砖具有较好的耐侵蚀性能,特别在高温下是如此。
锆刚玉砖内玻璃相的含量对它的耐侵蚀性能有很大影响,玻璃相是锆刚玉砖的薄弱环节,是最易熔的部分,在锆刚玉砖使用中会降低其耐久性。玻璃熔体会首先沿充满玻璃相的地方渗入锆刚玉砖。玻璃相在高温下析出会破坏锆刚玉砖结构的密实性,增加与熔融玻璃液相互作用的表面并加速侵蚀过程。
与熔融玻璃液接触的电熔锆刚玉砖的抗侵蚀稳定性在很大程度上取决于它受玻璃液湿润的能力。湿润性能可用测定固体上的液体料滴的边角来确定。润湿边角与温度和锆刚玉砖组成的关系已在研究中判明。随着温度的提高,锆刚玉砖的湿润亦逐步提高。对受钠钙硅酸盐玻璃湿润试验的耐火材来说,润湿性最小的乃是含二氧化锆及氧化铝较多而含助熔剂较少的部位。
玻璃的组成在锆刚玉砖的抗玻璃侵蚀性中起很重要的作用。根据玻璃对电熔锆刚玉砖的侵蚀作用,可以把玻璃分为几大组:
1、侵蚀性差的(铅玻璃、硼硅酸盐玻璃);
2、有侵蚀性的(电视显像管玻璃、玻璃纤维、蛋白石玻璃);
3、侵蚀性大的(钠钙硅酸盐玻璃、玻璃布、玻璃棉等)。
粘度较高的玻璃熔体的侵蚀性小于粘度低的玻璃熔体的侵蚀性。例如含二氧化硅较高的玻璃液在高温下粘度较大(石英玻璃的粘度最大),但往它里面掺加一些碱或碱土金属氧化物时,粘度在很大程度上就会降低下来,这对于锆刚玉砖来说侵蚀性就更大些。钠钙硅酸盐玻璃熔体的侵蚀性大,是由于与钙和钠离子相比,钠离子的迁移率较大造成的。高铝耐火材料耐钠钙硅酸盐玻璃的侵蚀作用的能力几乎比锆刚玉低二分之一。但它对于另一些玻璃熔体(低碱玻璃、某些光学玻璃、蛋白石玻璃等)来说,其耐侵蚀作用的能力则比锆刚玉要好。耐钠钙硅酸盐玻璃侵蚀作用能力最差的是电熔莫来石,因此它在玻璃熔窑上用得很有限。
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