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1、萬方數(shù)據(jù)全國性建材科技期刊——《玻璃》2007年第6期總第195期硼硅酸鹽玻璃對耐火材料的侵蝕研究李紅霞趙會峰王桂榮沈潔(中國洛陽浮法玻璃集團(tuán)有限責(zé)任公司洛陽市471009)摘要主要針對熔制硼硅酸鹽玻璃時對鋯剛玉磚、鎂磚、硅磚的侵蝕情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。為合理選擇熔窯耐火材料提供參考。關(guān)鍵詞硼硅酸鹽玻璃侵蝕耐火材料圖分類號：TQl71文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003—1987(2007)06—0005—031前言通常生產(chǎn)高檔防火玻璃所采用的原片玻璃主要是硼硅酸鹽玻璃。硼硅酸鹽防火玻璃的化學(xué)組成為：Si0270％～80％，B：038％～15％，A120。2％～4％，R。O2％～10％，
2、以此組成熔制的玻璃具有膨脹系數(shù)小、軟化點(diǎn)高、硬度大等特點(diǎn)。在高溫時不易炸裂，能有效地防止火勢蔓延。硼硅酸鹽防火玻璃由于Si0。和AI：O。含量高，R：0含量低，因此玻璃的熔制溫度高；B：0。及使用的澄清劑高溫時呈氣體揮發(fā)，對玻璃熔窯的耐火材料和蓄熱室有較強(qiáng)的侵蝕和堵塞作用；B20。的揮發(fā)性較強(qiáng)，在玻璃熔制過程中B：O。的揮發(fā)量達(dá)5％以上，B20。對耐火材料的侵蝕較強(qiáng)。所有這些因素——高溫、物料揮發(fā)，使熔窯的耐火材料很容易蝕變，從而影響熔窯的使用壽命，而進(jìn)入玻璃中的耐火材料蝕變物還引起玻璃質(zhì)量的下降。在熔制硼硅酸鹽玻璃時要掌握其對各部位耐火材料的侵蝕情況，以便于玻璃質(zhì)量的提高及熔窯
3、使用壽命的延長。2影響耐火材料侵蝕的因素硼硅酸鹽玻璃的熔制過程是在1600℃以上的高溫下進(jìn)行的，高溫是侵蝕耐火材料的主要因素，其它如燃料、氣氛、配合料粒度、玻璃液流等隨著溫度的升高對耐火材料的侵蝕也會加劇。耐火材料和固態(tài)配合料之間、耐火材料和玻璃液之間、耐火材料和室內(nèi)氣體之間的各種反應(yīng)其它條件不變的情況下，侵蝕隨溫度升高而加劇。配合料的粒度對耐火材料侵蝕也有重要影響，超細(xì)粉含量高的配合料容易被火焰吹起向四處飛揚(yáng)，會大大加劇空間部分耐火材料的侵蝕。燃料中所含的雜質(zhì)對耐火材料產(chǎn)生的侵蝕速率加快?；鹧娴拇笮『蛷?qiáng)度也會影響耐火材料的損壞情況，若火焰直接沖擊耐火材料，則其侵蝕程度加劇。玻璃
4、液流的變化速率越大對耐火材料的沖刷越嚴(yán)重。3耐火材料侵蝕測定實(shí)驗(yàn)為了了解硼硅酸鹽玻璃配合料熔制過程中對各種耐火材料的侵蝕情況，在設(shè)計(jì)熔窯時對耐火材料進(jìn)行合理選擇，通過在同一環(huán)境條件下運(yùn)用不同的配合料成分對一種耐火材料進(jìn)行侵蝕測定。采用GB10204—88“玻璃熔窯用耐火材料靜態(tài)下抗玻璃液侵蝕試驗(yàn)方法”，進(jìn)行耐火材料的侵蝕試驗(yàn)。3．1主要試驗(yàn)設(shè)備高溫熔化爐：型號GME一16—16、功率：21kW；稱量設(shè)備：萬分之一精密天平一臺，型號TG328A；托盤天平兩臺：感量O．1g；尼康995數(shù)碼相機(jī)。3．2測定步驟5萬方數(shù)據(jù)全國性建材科技期刊——《玻璃》2007年第6期總第195期(1)用
5、托盤天平分別稱取硼硅酸鹽防火玻璃配合料、鈉一鈣一硅酸鹽防火玻璃配合料以及普通鈉一鈣一硅酸鹽玻璃配合料各300g。(2)分析天平稱量小料(澄清劑)，稱好后將二者放入瓷盤混合，攪拌均勻。把稱量好的配合料分別裝入3個剛玉坩堝中。(3)先在3個剛玉坩堝的配合料中分別插入1條鋯剛玉磚。然后將3個坩堝放人GME一16—16高溫電爐中，子室溫開始升溫。(4)升至1600℃保溫24h，將鋯剛玉磚條取出待測。(5)重復(fù)1～2步驟，在3個剛玉坩堝上分別蓋一片1cm厚鎂磚，放入GME一16—16高溫電爐中，于室溫開始升溫，升至1500℃保溫24h，將鎂磚取出冷卻至室溫待測。(6)重復(fù)1～2步驟，在3個
6、剛玉坩堝上分別蓋一片1cm厚硅磚，放入GME一16—16高溫電爐中，于室溫開始升溫，升至1600℃保溫24h，將硅磚取出冷卻至室溫待測。3．3測定結(jié)果3．3．1鋯剛玉磚條的侵蝕情況硼硅酸鹽玻璃液、鈉一鈣一硅酸鹽防火玻璃液以及普通鈉一鈣一硅酸鹽玻璃液對鋯剛玉磚的侵蝕情況，用液面處的侵蝕深度來評價，侵蝕深度越深，侵蝕得就越重。硼硅酸鹽玻璃液面處的侵蝕深度為O．17mm；鈉一鈣一硅酸鹽防火玻璃液面處的侵蝕深度為1．95mm；普通鈉一鈣一硅酸鹽玻璃液面處的侵蝕深度為1．6mm。如圖1所示。與玻璃液接觸的鋯剛玉磚條，在高溫下受到熔融態(tài)玻璃液的侵蝕。這個腐蝕過程是一個固體溶解于液體的過程，也
7、是屬于液固兩相的反應(yīng)動力學(xué)問題。溶解速率是溶質(zhì)離子由界面的相界反應(yīng)速率和溶質(zhì)從界面到溶液中的擴(kuò)散速率決定的。顯然硼硅酸鹽玻璃由于黏度大，反應(yīng)擴(kuò)散速率小，因此在液面處對鋯剛玉磚的侵蝕最輕；鈉一鈣一硅酸鹽防火玻璃中由于含BaO，吸收輻射線的能力較大，因此6它對耐火材料的侵蝕最嚴(yán)重；而普通鈉一鈣一硅酸鹽玻璃在1600℃的黏度很小，反應(yīng)擴(kuò)散速率遠(yuǎn)大于硼硅酸鹽玻璃，對耐火材料的侵蝕也大于硼硅酸鹽玻璃。硼硅酸鹽防火玻璃液對鈉—鈣一硅酸鹽防火普通鈉一鈣一硅硅酸锫剛玉磚的侵蝕玻璃液對锫剛玉磚鹽玻
