镁锆砖在玻璃窑的应用及侵蚀机理

烧成过程中,基质中的锆英石与粗颗粒氧化镁反应,生成镁橄榄石和斜锆石(ZrO2)包裹在氧化镁颗粒的周围,保护氧化镁颗粒不受侵蚀。由于方镁石与ZrO2热膨胀性的差异,在砖的内部形成细微裂纹,能够分散应力。因此,镁锆砖具有良好的热震稳定性,对金属氧化物、硫化物具有很好的抗侵蚀性能。

镁锆砖主要用于玻璃窑蓄热室格子体的上、中部,使用寿命远远高于烧成镁砖,在生产钠钙玻璃的窑上使用寿命可达6年以上。

玻璃窑蓄热室用镁锆砖的侵蚀机理分析

大多玻璃窑蓄热室的上部位均选用三层镁锆格子砖，该砖采用温隧道窑烧成，是新型的方镁石—镁橄榄石—锆英石结合的等镁质耐火材料。镁锆砖在使用前已经产生大量稳定的镁橄榄石和氧化锆，并紧密的包围在方镁石周围，由于镁橄榄石和氧化锆的抗侵蚀性能强，从而提高砖的抗侵蚀性能。蓄热室上部温度高在1300℃左右，而镁锆砖在这个温度下完够抵抗高温的冲击。随着蓄热室气流的交换，熔池玻璃飞料中大量的硅、钠、钙和煤气中大量的硫及少量磷附着在砖的表面，逐渐侵入砖的内部，并形成钠、钙、镁的硫酸盐、磷酸盐和硅酸盐以及它们的复合盐，同时肢解砖的结合强度，从而导致砖的强度降低。

1、二氧化硅的侵蚀

镁锆砖所受的侵蚀是在方镁石和锆英石之间，随着SiO2含量的增加，使CaO/SiO2比发生改变，生成了新的低熔点硅酸盐相，如：透辉石(CMS2)、镁蔷薇辉石(C3MS2)、钙镁橄榄石(CMS)等，这些硅酸盐相的形成导致了较大的体积效应，使得镁锆砖发生龟裂和剥落。

2、硫和碱蒸汽的侵蚀

使用的燃料水煤气燃烧后产生大量的硫和磷等有害氧化物的气体，同时在生产玻璃制品时还要加入一定量的碱做助熔剂，这些物质在蓄热室气流交换过程中，附着在镁锆砖的表面，并向砖的内部渗透，在砖的气孔中和方镁石解理面上沉积，并反应生成新的盐类物质，硫酸镁、无水芒硝  (Na2SO4)。改变砖的结构，破坏砖的显微结构，从而降低砖的使用寿命。

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