第1期
玻璃窑上部结构新型熔铸耐火材料的研制
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期号 : 2011 年, 第1期
内容简介

玻璃熔窑上部结构熔铸耐火材料除经受玻璃熔窑高温负荷之外,同时还要抵御来自配合料的飞料和特殊玻璃组成中挥发物的物理冲刷和化学侵蚀。因而,在材料研制中应当对材料玻璃相的渗出行为、抗玻璃飞料的侵蚀性能重点加以考虑。在当前玻璃熔窑环境负荷条件不断加重的情况下,要确保上部结构运行效能及其结构稳定,对上部结构熔铸耐火材料的研制要求即是:材料渗出量应小,且其长时间抗侵蚀性能较强。根据玻璃窑上部结构熔铸耐火材料的研制要求,中国建筑材料科学研究总院瑞泰科技股份有限公司开发出新型熔铸AZS材料(RT-Y)。
  分别对ZrO2含量为36%的新型材料(RT-Y)和普通材料(RT-P)进行以下检测分析:(1)利用光学显微镜和电子显微镜进行熔铸AZS制品试样的物相组成分析;(2)将10 mm×10 mm×70 mm的熔铸AZS试样在1 500 ℃的玻璃液中保温36 h,进行抗玻璃液侵蚀试验;(3)制取熔铸AZS圆片形试样(Φ40 mm×5 mm),采用去离子水在超声波清洗器中清洗后烘干,测定试样在高温不同气氛条件下玻璃相的渗出量,试验温度1 500 ℃,保温时间4 h;(4)制取熔铸AZS圆柱形试样Φ(36±0.5) mm×(50±0.5) mm,测定其荷重软化开始温度;(5)制取熔铸AZS圆片形试样( Φ40 mm×5 mm),分别喷入粒度为0.42~0.85 mm,成分为60%Na2CO3,30%SiO2和10%MgO•CaO及100%Na2CO3的模拟飞料及碱,试验温度1 450 ℃,持续时间4 h。检测的结果见表1。
表1   熔铸AZS材料的理化性能
项目 普通材料(RT-P) 新型材料(RT-Y)
化学组成(w)/% Al2O3 47.5 ≤48
 ZrO2 36.3 ≥35.5
 SiO2 14.5 ≤15
 碱性物质 1.40 ≤1.4
物相组成(w)/% 斜锆石 35.8 35.5
 刚玉 43.2 ≥45.5
 玻璃相 21 ≤19
常温耐压强度/MPa ≥200 ≥200
荷重软化温度/℃ 1 710 1 710
液面处侵蚀量(抗玻璃液侵蚀试验)
/(mm•d-1) 1.46 1.45
玻璃相渗出量/% 2.0 1.15
  新型熔铸AZS 材料与同材质的普通材料相比,显微结构中充填在晶体之间的玻璃相因晶体的阻隔相互联接的程度大为降低,玻璃相的含量及杂质较少,而其高温黏度可能较高,因而,在不同高温气氛条件下玻璃相的渗出量较低。对材料进行飞料及碱蒸气模拟侵蚀实验的结果显示,在相同的熔窑环境条件下,新型AZS材料可减少玻璃相渗出以及蚀损产物对玻璃的污染。因而,新型AZS材料适合在玻璃熔窑上部结构条件较苛刻的前部使用。
  新型熔铸AZS材料由于结构独特、综合性能优良,有利于减少和消除玻璃缺陷的产生,在熔窑上部结构合理砌筑配置新型熔铸AZS材料,无疑能够达到蚀损均衡、延长服役寿命、提高玻璃质量、降低综合造价、运行稳定的最佳效果。
(摘编自《武汉理工大学学报》2010,№22)

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