玻璃池窯中耐材所出現(xiàn)蝕變的因素

【中玻網(wǎng)】在玻璃熔制進(jìn)程中，耐火材料和玻璃液在高溫下彼此效果，使耐火材料遭受腐蝕損壞，乃至對(duì)玻璃液也會(huì)形成缺點(diǎn)。在池窯中合作料組分對(duì)耐火材料的腐蝕效果較玻璃液的效果大得多。芒硝合作料較純堿合作料的腐蝕效果更強(qiáng)。一般熔融純堿的腐蝕效果僅局限于加料口鄰近，而芒硝簡(jiǎn)直可腐蝕到全部池壁。含有硼酸、磷酸、氟、氯、鉛、鋇等化合物和含堿量高的合作料，其玻璃液對(duì)耐火材料有特別激烈的腐蝕效果。池窯內(nèi)火焰空間的窯碹、胸墻、小爐以及蓄熱室等結(jié)構(gòu)，盡管不與玻璃液直接觸摸，但也遭到合作料粉塵和玻璃液面蒸發(fā)物不同程度的腐蝕效果。

　　玻璃液對(duì)耐火材料的腐蝕強(qiáng)度首要取決于玻璃液的黏度和外表張力等物理性質(zhì)，至于在受腐蝕進(jìn)程中的化學(xué)反響只有隸屬的效果。黏度低和外表張力小的熔融玻璃簡(jiǎn)單滋潤(rùn)耐火材料，它能沿耐火材料外表的毛細(xì)管體系而侵人耐火材料中。含堿較多的玻璃其黏度較低，硼硅酸鹽玻璃外表張力小，它們對(duì)耐火材料的腐蝕也就很激烈。

　　合作料在加熱進(jìn)程中，開端生成易熔的多酸化合物，流散在玻璃液面上。然后，這些熔體逐步與比較難熔的組分彼此溶解，因而在池窯熔化帶的耐火材料遭到多堿硅酸鹽的腐蝕效果。特別是在熔制芒硝合作料玻璃時(shí)，浮在玻璃液面上的熔融硝水直接與耐火材料效果。硫酸鈉在885℃熔融，參加玻璃構(gòu)成反響，直到約1440℃反響才完全。硝水、堿液和多堿硅酸鹽易被吸人耐火材料外表的毛細(xì)孔中，使耐火材料遭到激烈的腐蝕。

　　池窯用耐火材料在遭到物理和化學(xué)腐蝕時(shí)，腐蝕速度是溫度的函數(shù)。腐蝕速度隨溫度升高而呈對(duì)數(shù)聯(lián)系遞加。

　　升高熔制溫度，就下降了熔融玻璃的黏度，也就加快了對(duì)耐火材料的腐蝕，然后大大縮短了耐火材料的使用壽數(shù)。在池窯中每升高熔化溫度50〜60℃，將使耐火材料的壽數(shù)縮短約1/2。而在坩堝窯中，只需熔化溫度升高20〜40℃時(shí)，坩堝的使用壽數(shù)就會(huì)縮短1/2。

　　耐火材料的抗物理和化學(xué)腐蝕才能，首要由其組成相的品種及其散布與結(jié)合狀況來決議。一般耐火材料由一個(gè)或多個(gè)晶相、玻璃相及氣相(氣孔)組成。玻璃相較晶體的化學(xué)穩(wěn)定性差，氣孔是腐蝕劑進(jìn)入耐火材料內(nèi)部的通道(尤其是開口氣孔)。玻璃液或合作料的組分進(jìn)入耐火材料氣孔的高層度，與氣孔直徑的4次方成正比。腐蝕物首要效果于耐火材料中的玻璃相，互相彼此反響。溶液滲人耐火材料內(nèi)并溶解玻璃相后，耐火材料中的晶體就會(huì)遭到玻璃液流的腐蝕，并有可能不斷出現(xiàn)持續(xù)受腐蝕的新的部分。氣孔和玻璃相大部分存在于燒結(jié)耐火材料的結(jié)合物中，因而結(jié)合物成為耐火材料抗物理和化學(xué)腐蝕的薄弱環(huán)節(jié)。

　　耐火材料受腐蝕所構(gòu)成的熔融物黏度越大，材質(zhì)越細(xì)密，開口氣孔越少，所受腐蝕的程度將越小。因?yàn)槟突鸩牧媳蝗芙舛共Ａб吼ざ忍岣撸湍茉谀突鸩牧贤獗順?gòu)成一層很少移動(dòng)的保護(hù)膜，然后使腐蝕減弱。

　　要取得抗腐蝕性良好的耐火材料，除需求有穩(wěn)定的晶相、軟化溫度高、熔體黏度大、玻璃相少及氣孔率低以外，還要求晶相的晶型細(xì)小，并且均勻散布在玻璃相中，安排結(jié)構(gòu)均勻，結(jié)合嚴(yán)密，這樣即可使玻璃相得到增強(qiáng)。

　　耐火材料外表不平坦，有縫隙和裂紋都會(huì)使腐蝕加深，特別是橫縫受腐蝕更嚴(yán)峻。砌體越細(xì)密，縫隙越微細(xì)，則玻璃液對(duì)池壁磚的腐蝕效果越小。

　　玻璃液對(duì)流和玻璃液面的不穩(wěn)定，能加重對(duì)耐火材料的腐蝕。這首要是因?yàn)橐毫鲿?huì)加快玻璃液與耐火材料間彼此的物理和化學(xué)效果。但玻璃液與耐火材料間的摩擦力十分小，因而受機(jī)械磨損的效果則是較輕的。

　　在腐蝕進(jìn)行進(jìn)程中耐火材料被溶解，而在外表構(gòu)成一層薄膜，當(dāng)遭到玻璃液流沖刷時(shí)，本來很少活動(dòng)的這層保護(hù)膜就移動(dòng)了，使耐火材料暴露出新的外表部分，這就為進(jìn)一步遭受腐蝕供給了有利條件。當(dāng)黏土質(zhì)池壁磚遭到鈉-鈣硅酸鹽玻璃腐蝕時(shí)，玻璃外表遭到的損壞較液面下不太深處快得多，簡(jiǎn)單構(gòu)成深溝。

　　玻璃液面的動(dòng)搖會(huì)加強(qiáng)對(duì)已受損壞的耐火材料層的沖刷效果。當(dāng)玻璃液面下降后，已軟化的一層薄膜不能再保持在耐火材料的內(nèi)外表上，而玻璃液面從頭上升時(shí)，脫落的薄膜不能回復(fù)原位，就被液流帶走。新的一層耐火材料又暴露出來，從頭遭到上升玻璃液的進(jìn)一步腐蝕而加快損壞。有時(shí)因?yàn)槟突鸩牧媳蝗芙舛傻母唣ざ炔Ａб簩颖幻撀�，來不及分散均化，�?huì)使玻璃發(fā)作條紋。

　　因?yàn)椴Ａб旱臏夭�，池壁鄰近的玻璃液流向下運(yùn)動(dòng)，而池壁耐火材料受腐蝕溶解會(huì)使玻璃液的密度發(fā)作改變，將影響池壁鄰近液流的速度，并加強(qiáng)腐蝕。池壁的通風(fēng)冷卻，有助于減輕腐蝕，但只有當(dāng)池壁磚的厚度不大時(shí)才有可能完成。有時(shí)還可增強(qiáng)池壁處玻璃液的對(duì)流循環(huán)，反而會(huì)加強(qiáng)對(duì)耐火材料的腐蝕。

　　池窯中的溫度動(dòng)搖將引起耐火材料-玻璃液體系平衡的損壞。如溫度升高時(shí)，使掩蓋池壁磚外表的保護(hù)膜的黏度下降，易被玻璃液流沖刷帶走，也會(huì)加快它的腐蝕損壞。

　　現(xiàn)代池窯多采用輔佐電熔和鼓泡弄清工藝，以提高熔化率。但也加強(qiáng)了玻璃液的對(duì)流，升高了深層玻璃液的溫度，這也加強(qiáng)了對(duì)耐火材料的腐蝕效果。

　　當(dāng)向池窯內(nèi)參加合作料時(shí)，料粉簡(jiǎn)單被窯內(nèi)活動(dòng)的氣體所帶走，粉塵中含堿量很多，往往沉積在池壁磚的上外表，生成釉料，并沿磚的外表流下，使磚面構(gòu)成深溝，乃至?xí)傻蔚芈湓诓Ａб褐�，使玻璃液發(fā)作條紋等缺點(diǎn)。

　　池窯上部結(jié)構(gòu)經(jīng)常遭到合作料粉塵和蒸發(fā)物的腐蝕。但粉塵與耐火材料發(fā)作化學(xué)反響，其生成物多留在耐火材料外表，構(gòu)成一層薄膜，它具有保護(hù)效果，可防止合作料粉塵對(duì)耐火材料的進(jìn)一步腐蝕。

　　合作料和玻璃液的蒸發(fā)物也對(duì)耐火材料進(jìn)行化學(xué)腐蝕，蒸發(fā)成分首要是堿金屬氧化物和硼化合物，還有氟化物、氯化物和硫化物。這些蒸發(fā)物以氣相狀況與耐火材料發(fā)作化學(xué)反響，并進(jìn)入耐火材料的氣孔或縫隙中，在溫度較低的部位凝結(jié)成液相，與耐火材料發(fā)作化學(xué)反響。這些化合物的冷凝液體對(duì)耐火材料的腐蝕更為激烈，它們經(jīng)過滋潤(rùn)、分散，向耐火材料氣孔內(nèi)深化浸透，尤其是上部結(jié)構(gòu)有裂紋和縫隙時(shí)，會(huì)對(duì)耐火材料形成很大的損壞。

　　合作料粉塵和蒸發(fā)物在大多數(shù)清況下共同對(duì)耐火材料進(jìn)行腐蝕。距加料口越遠(yuǎn)，合作料粉塵越少，而作業(yè)池及供料槽的上部結(jié)構(gòu)則只遭到玻璃液蒸發(fā)物的腐蝕。

　　這兩種化學(xué)腐蝕都可以誘發(fā)和促進(jìn)不同品種耐火材料之間的彼此反響，并使耐火材料強(qiáng)度下降，乃至引起在物理效果下的損壞。

　　窯內(nèi)氣氛也對(duì)耐火材料的腐蝕發(fā)作影響。如在復(fù)原氣氛下作業(yè)，或使用發(fā)作爐煤氣時(shí)，煤氣中的CO和H2會(huì)使磚中的氧化鐵復(fù)原，然后加快對(duì)耐火材料的腐蝕。

　　合作料粉塵和玻璃液蒸發(fā)物及其冷凝物以及窯內(nèi)氣氛相同也對(duì)蓄熱室耐火材料起著相當(dāng)大的損壞效果。

　　熔融玻璃、料粉和蒸發(fā)物與耐火材料觸摸發(fā)作的告知反響，首要是在固相存在下經(jīng)過分散進(jìn)行的。因?yàn)槿廴诓ＡЬ哂蟹浅４蟮酿ざ�，一般反響不易到達(dá)平衡，并且反響速度較慢。在蝕變進(jìn)程中伴有溶解、重結(jié)晶以及構(gòu)成新持平現(xiàn)象發(fā)作。不同性質(zhì)的耐火材料，腐蝕改變的進(jìn)程并不相同。各種耐火材料的腐蝕進(jìn)程，首要與腐蝕物的品種、化學(xué)反響速度、反響生成物的濃度和磚的結(jié)構(gòu)及溫度、效果時(shí)間、物理和化學(xué)腐蝕條件有關(guān)。