鎂鋯磚在玻璃窯的應(yīng)用及侵蝕機理

燒成過程中,基質(zhì)中的鋯英石與粗顆粒氧化鎂反應(yīng),生成鎂橄欖石和斜鋯石(ZrO2)包裹在氧化鎂顆粒的周圍,保護氧化鎂顆粒不受侵蝕。由于方鎂石與ZrO2熱膨脹性的差異,在磚的內(nèi)部形成細(xì)微裂紋,能夠分散應(yīng)力。因此,鎂鋯磚具有良好的熱震穩(wěn)定性,對金屬氧化物、硫化物具有很好的抗侵蝕性能。

鎂鋯磚主要用于玻璃窯蓄熱室格子體的上、中部,使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于燒成鎂磚,在生產(chǎn)鈉鈣玻璃的窯上使用壽命可達6年以上。

玻璃窯蓄熱室用鎂鋯磚的侵蝕機理分析

大多玻璃窯蓄熱室的上部位均選用三層鎂鋯格子磚，該磚采用溫隧道窯燒成，是新型的方鎂石—鎂橄欖石—鋯英石結(jié)合的等鎂質(zhì)耐火材料。鎂鋯磚在使用前已經(jīng)產(chǎn)生大量穩(wěn)定的鎂橄欖石和氧化鋯，并緊密的包圍在方鎂石周圍，由于鎂橄欖石和氧化鋯的抗侵蝕性能強，從而提高磚的抗侵蝕性能。蓄熱室上部溫度高在1300℃左右，而鎂鋯磚在這個溫度下完夠抵抗高溫的沖擊。隨著蓄熱室氣流的交換，熔池玻璃飛料中大量的硅、鈉、鈣和煤氣中大量的硫及少量磷附著在磚的表面，逐漸侵入磚的內(nèi)部，并形成鈉、鈣、鎂的硫酸鹽、磷酸鹽和硅酸鹽以及它們的復(fù)合鹽，同時肢解磚的結(jié)合強度，從而導(dǎo)致磚的強度降低。

1、二氧化硅的侵蝕

鎂鋯磚所受的侵蝕是在方鎂石和鋯英石之間，隨著SiO2含量的增加，使CaO/SiO2比發(fā)生改變，生成了新的低熔點硅酸鹽相，如：透輝石(CMS2)、鎂薔薇輝石(C3MS2)、鈣鎂橄欖石(CMS)等，這些硅酸鹽相的形成導(dǎo)致了較大的體積效應(yīng)，使得鎂鋯磚發(fā)生龜裂和剝落。

2、硫和堿蒸汽的侵蝕

使用的燃料水煤氣燃燒后產(chǎn)生大量的硫和磷等有害氧化物的氣體，同時在生產(chǎn)玻璃制品時還要加入一定量的堿做助熔劑，這些物質(zhì)在蓄熱室氣流交換過程中，附著在鎂鋯磚的表面，并向磚的內(nèi)部滲透，在磚的氣孔中和方鎂石解理面上沉積，并反應(yīng)生成新的鹽類物質(zhì)，硫酸鎂、無水芒硝  (Na2SO4)。改變磚的結(jié)構(gòu)，破壞磚的顯微結(jié)構(gòu)，從而降低磚的使用壽命。

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