硼硅酸盐玻璃对耐火材料的侵蚀研究.pdf

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1、万方数据全国性建材科技期刊——《玻璃》2007年第6期总第195期硼硅酸盐玻璃对耐火材料的侵蚀研究李红霞赵会峰王桂荣沈洁(中国洛阳浮法玻璃集团有限责任公司洛阳市471009)摘要主要针对熔制硼硅酸盐玻璃时对锆刚玉砖、镁砖、硅砖的侵蚀情况进行实验分析。为合理选择熔窑耐火材料提供参考。关键词硼硅酸盐玻璃侵蚀耐火材料图分类号：TQl71文献标识码：A文章编号：1003—1987(2007)06—0005—031前言通常生产高档防火玻璃所采用的原片玻璃主要是硼硅酸盐玻璃。硼硅酸盐防火玻璃的化学组成为：Si0270％～80％，B：038％～15％，A120。2％～4％，R。O2％～10％，

2、以此组成熔制的玻璃具有膨胀系数小、软化点高、硬度大等特点。在高温时不易炸裂，能有效地防止火势蔓延。硼硅酸盐防火玻璃由于Si0。和AI：O。含量高，R：0含量低，因此玻璃的熔制温度高；B：0。及使用的澄清剂高温时呈气体挥发，对玻璃熔窑的耐火材料和蓄热室有较强的侵蚀和堵塞作用；B20。的挥发性较强，在玻璃熔制过程中B：O。的挥发量达5％以上，B20。对耐火材料的侵蚀较强。所有这些因素——高温、物料挥发，使熔窑的耐火材料很容易蚀变，从而影响熔窑的使用寿命，而进入玻璃中的耐火材料蚀变物还引起玻璃质量的下降。在熔制硼硅酸盐玻璃时要掌握其对各部位耐火材料的侵蚀情况，以便于玻璃质量的提高及熔窑

3、使用寿命的延长。2影响耐火材料侵蚀的因素硼硅酸盐玻璃的熔制过程是在1600℃以上的高温下进行的，高温是侵蚀耐火材料的主要因素，其它如燃料、气氛、配合料粒度、玻璃液流等随着温度的升高对耐火材料的侵蚀也会加剧。耐火材料和固态配合料之间、耐火材料和玻璃液之间、耐火材料和室内气体之间的各种反应其它条件不变的情况下，侵蚀随温度升高而加剧。配合料的粒度对耐火材料侵蚀也有重要影响，超细粉含量高的配合料容易被火焰吹起向四处飞扬，会大大加剧空间部分耐火材料的侵蚀。燃料中所含的杂质对耐火材料产生的侵蚀速率加快。火焰的大小和强度也会影响耐火材料的损坏情况，若火焰直接冲击耐火材料，则其侵蚀程度加剧。玻璃

4、液流的变化速率越大对耐火材料的冲刷越严重。3耐火材料侵蚀测定实验为了了解硼硅酸盐玻璃配合料熔制过程中对各种耐火材料的侵蚀情况，在设计熔窑时对耐火材料进行合理选择，通过在同一环境条件下运用不同的配合料成分对一种耐火材料进行侵蚀测定。采用GB10204—88“玻璃熔窑用耐火材料静态下抗玻璃液侵蚀试验方法”，进行耐火材料的侵蚀试验。3．1主要试验设备高温熔化炉：型号GME一16—16、功率：21kW；称量设备：万分之一精密天平一台，型号TG328A；托盘天平两台：感量O．1g；尼康995数码相机。3．2测定步骤5万方数据全国性建材科技期刊——《玻璃》2007年第6期总第195期(1)用

5、托盘天平分别称取硼硅酸盐防火玻璃配合料、钠一钙一硅酸盐防火玻璃配合料以及普通钠一钙一硅酸盐玻璃配合料各300g。(2)分析天平称量小料(澄清剂)，称好后将二者放入瓷盘混合，搅拌均匀。把称量好的配合料分别装入3个刚玉坩埚中。(3)先在3个刚玉坩埚的配合料中分别插入1条锆刚玉砖。然后将3个坩埚放人GME一16—16高温电炉中，子室温开始升温。(4)升至1600℃保温24h，将锆刚玉砖条取出待测。(5)重复1～2步骤，在3个刚玉坩埚上分别盖一片1cm厚镁砖，放入GME一16—16高温电炉中，于室温开始升温，升至1500℃保温24h，将镁砖取出冷却至室温待测。(6)重复1～2步骤，在3个

6、刚玉坩埚上分别盖一片1cm厚硅砖，放入GME一16—16高温电炉中，于室温开始升温，升至1600℃保温24h，将硅砖取出冷却至室温待测。3．3测定结果3．3．1锆刚玉砖条的侵蚀情况硼硅酸盐玻璃液、钠一钙一硅酸盐防火玻璃液以及普通钠一钙一硅酸盐玻璃液对锆刚玉砖的侵蚀情况，用液面处的侵蚀深度来评价，侵蚀深度越深，侵蚀得就越重。硼硅酸盐玻璃液面处的侵蚀深度为O．17mm；钠一钙一硅酸盐防火玻璃液面处的侵蚀深度为1．95mm；普通钠一钙一硅酸盐玻璃液面处的侵蚀深度为1．6mm。如图1所示。与玻璃液接触的锆刚玉砖条，在高温下受到熔融态玻璃液的侵蚀。这个腐蚀过程是一个固体溶解于液体的过程，也

7、是属于液固两相的反应动力学问题。溶解速率是溶质离子由界面的相界反应速率和溶质从界面到溶液中的扩散速率决定的。显然硼硅酸盐玻璃由于黏度大，反应扩散速率小，因此在液面处对锆刚玉砖的侵蚀最轻；钠一钙一硅酸盐防火玻璃中由于含BaO，吸收辐射线的能力较大，因此6它对耐火材料的侵蚀最严重；而普通钠一钙一硅酸盐玻璃在1600℃的黏度很小，反应扩散速率远大于硼硅酸盐玻璃，对耐火材料的侵蚀也大于硼硅酸盐玻璃。硼硅酸盐防火玻璃液对钠—钙一硅酸盐防火普通钠一钙一硅硅酸锫刚玉砖的侵蚀玻璃液对锫刚玉砖盐玻