熔鑄鋯剛玉磚也可稱為剛玉—斜鋯石制品，其主要化學(xué)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(jié)晶形成磚體骨干，ZrO2熔點(diǎn)高(2715℃)，化學(xué)穩(wěn)定性好，對(duì)酸性、堿性介質(zhì)特別是抵抗玻璃液的侵蝕能力較強(qiáng)。

熔鑄鋯剛玉磚的主要特征

熔鑄鋯剛玉磚化學(xué)成分、礦相組成及體積密度不均勻性是它區(qū)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(guò)程中熔體冷卻為鑄件的固化過(guò)程有關(guān)。

國(guó)內(nèi)外有關(guān)熔鑄鋯剛玉耐火磚的化學(xué)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(xué)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(jí)，如含33％、36％、41％三級(jí)，也有分為含30％、40X、50％的等級(jí)，尚不統(tǒng)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(yè)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(fā)

玻璃窯爐上部結(jié)構(gòu)用的熔鑄鋯剛玉磚除經(jīng)受玻璃窯爐高溫負(fù)荷之外,同時(shí)還要抵御來(lái)自玻璃配合料的飛料和特殊玻璃組成中揮發(fā)物的物理沖刷和化學(xué)侵蝕。因而,在材料的開發(fā)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)對(duì)材料的玻璃相滲出行為、滲出量重點(diǎn)加以考慮。對(duì)玻璃窯爐上部結(jié)構(gòu)用熔鑄鋯剛玉磚的研制進(jìn)行材料合理設(shè)計(jì),控制其成分和組織結(jié)構(gòu),控制其生產(chǎn)制造工藝,以達(dá)到開發(fā)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(shí),Fe2O3和TiO2雜質(zhì)成份,以及熔化澆鑄過(guò)程中石墨電極、樹脂砂型的滲碳污染,在高溫下氧化會(huì)驅(qū)動(dòng)材料中玻璃相的滲出。因此,在料方設(shè)計(jì)中,要降低SiO2和2Na2O含量、控制Fe2O3、TiO2雜質(zhì)帶入;同時(shí),在生產(chǎn)制造過(guò)程中,要優(yōu)化生產(chǎn)工藝,減少石墨電極、樹脂砂型的滲碳污染。

根據(jù)設(shè)計(jì)料方組成范圍,確定多個(gè)配料組合進(jìn)行小批量試驗(yàn)澆鑄,確認(rèn)生產(chǎn)工藝,出箱后取樣進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試結(jié)

可以看出,低滲出熔鑄鋯剛玉磚其化學(xué)主成份點(diǎn)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(zhì)帶入,玻璃相滲出量低。材料結(jié)晶固化形成晶體鑲嵌結(jié)構(gòu),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(fā)物通過(guò)玻璃相向磚體擴(kuò)散,進(jìn)行化學(xué)置換、交替作用,從而減少對(duì)材料的蝕損,有助于提高玻璃窯爐的使用壽命。

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