熔鑄鋯剛玉磚特征及低滲出產品的開發

熔鑄鋯剛玉磚也可稱為剛玉—斜鋯石制品，其主要化學成分Al2O3為50％一70%，ZrO2為20％一40％，其余為SiO2。主要礦物組成為斜鋯石(ZrO2)、剛玉(α—Al2O3)和玻璃相。斜鋯石結晶形成磚體骨干，ZrO2熔點高(2715℃)，化學穩定性好，對酸性、堿性介質特別是抵抗玻璃液的侵蝕能力較強。

熔鑄鋯剛玉磚的主要特征

熔鑄鋯剛玉磚化學成分、礦相組成及體積密度不均勻性是它區別于燒成和不燒成致密定型耐火制品的主要特征，這與其澆鑄過程中熔體冷卻為鑄件的固化過程有關。

國內外有關熔鑄鋯剛玉耐火磚的化學和巖相研究證明:熔鑄鋯剛玉磚沿制品原厚(高)度和同一截面不同取樣部位的化學組成、礦相組成及體積密度是不均勻的。

熔鑄鋯剛玉磚隨著ZrO2含量的增加，其性能也隨之提高，一般將鋯剛玉磚按ZrO2量的多少分為若干級，如含33％、36％、41％三級，也有分為含30％、40X、50％的等級，尚不統一。目前使用較多的是含鋯33％的制品，其密度為3.65—3.7g／cm3，高使用溫度為1700℃左右。

熔鑄鋯剛玉磚使用在玻璃熔窯等工業窯爐中，在玻璃熔窯中的使用部位是砌筑上層池壁、小爐子碹、小爐垛、舌頭碹及胸墻等處。

低滲出熔鑄鋯剛玉磚的開發

玻璃窯爐上部結構用的熔鑄鋯剛玉磚除經受玻璃窯爐高溫負荷之外,同時還要抵御來自玻璃配合料的飛料和特殊玻璃組成中揮發物的物理沖刷和化學侵蝕。因而,在材料的開發過程中應當對材料的玻璃相滲出行為、滲出量重點加以考慮。對玻璃窯爐上部結構用熔鑄鋯剛玉磚的研制進行材料合理設計,控制其成分和組織結構,控制其生產制造工藝,以達到開發具有較低玻璃相含量與滲出量的低滲出熔鑄鋯剛玉磚的目的。

熔鑄鋯剛玉磚中,SiO2、Na2O是玻璃相的主要成份,決定著熔鑄鋯剛玉磚中玻璃相的含量,減少SiO2和Na2O含量則可以降低玻璃相的含量,從而降低玻璃相的滲出量。同時,Fe2O3和TiO2雜質成份,以及熔化澆鑄過程中石墨電極、樹脂砂型的滲碳污染,在高溫下氧化會驅動材料中玻璃相的滲出。因此,在料方設計中,要降低SiO2和2Na2O含量、控制Fe2O3、TiO2雜質帶入;同時,在生產制造過程中,要優化生產工藝,減少石墨電極、樹脂砂型的滲碳污染。

根據設計料方組成范圍,確定多個配料組合進行小批量試驗澆鑄,確認生產工藝,出箱后取樣進行測試,測試結

可以看出,低滲出熔鑄鋯剛玉磚其化學主成份點仍歸屬Al2O3·ZrO2·SiO2三元相圖中,但由于降低了玻璃相主成份的含量及控制雜質帶入,玻璃相滲出量低。材料結晶固化形成晶體鑲嵌結構,有利于減少玻璃相的滲出量,從而減少飛料中堿、硼等活性揮發物通過玻璃相向磚體擴散,進行化學置換、交替作用,從而減少對材料的蝕損,有助于提高玻璃窯爐的使用壽命。

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