配合料的超细粉在玻璃的熔制过程极易造成飞料,而熔窑中耐火材料所受的侵蚀主要来自飞料、碱蒸气的化学侵蚀,和玻璃液、火焰气体在高温下对熔窑内耐火材料的侵蚀。其中以飞料对耐火材料的侵蚀最为严重,飞料主要侵蚀熔的上部(包括大碹、胸墙、小炉各部位)和蓄热室。其中以蓄热室较为严重,因为飞料极易被窑内的气流带入蓄热室,侵蚀蓄热室,造成蓄热室的损坏或堵塞,影响换热效果和使用寿命。目前较好的蓄热室格子体上、中层一般普遍选用碱性砖,上层多为直接结合高纯镁砖,中层多为直接结合镁铬砖。生产实践表明,其主要损坏形式为化学侵蚀和热应力破坏。高纯镁砖主晶相为方镁石,1430℃以上时方镁石晶体在碱蒸汽的作用下逐渐长大,体积变化会使砖表面发生龟裂、破碎、粉化直至剥落。与此同时,飞料中的SiO2会逐渐进入龟裂的缝隙中改变基质部分CaO/SiO2的比值,进而形成大量的低共熔物透辉(CMS2)、镁方柱石(C2MS2)、镁橄榄石(M2S)及镁蔷薇辉石(C3MS2)等物质,产生较大的体积效应,加速方镁石的开裂、破碎、粉化和剥落。
其化学反应式和伴随的体积效应如下表示:
3C2S+2M+S→2C3MS2
Vmax=+13%C2S+2M+S→2CMS2
Vmax=+30%2M+S→M2S
Vmax=+96%另外,重油中的V2O5与镁砖中的
CaO有如下反应:
3V2O5+3CaO→3CaOV2O5MgO+CaOMgOSiO2+1/3V2O5→2MgOSiO2+1/3(3CaOV2O5)
如反应中V2O5浓度较高时3CaOV2O5(矾酸钙)分解成低钙矾酸钙,最低共熔点为618℃,在格子体上层工作温度下呈液相,遇弱还原气氛还会挥发。矾酸钙的生成,一方面使镁砖中的CaO/SiO2的比值发生变化,使基质从稳定范围变到CaO-MgO-SiO2三元系统低共熔点范围内,另一方面矾酸钙(液相)渗入砖内,促进方镁石晶体长大,使镁砖变形、龟裂、破碎、粉化和剥落。
另外,在950~1150℃范围内,如果V2O5和SiO2同时存在,当Na2O/SO3<1时会发生如下反应:2SO2+O2 V2O52SO3SO3+MgO 1150℃MgSO4生成有害的硫酸盐,加速了镁砖的侵蚀。在格子体上部最容易接触飞料中的Na2CO3、SiO2和重油中的V2O5。所以该处的格子体最容易受到侵蚀。为了减少飞料的发生,必须控制配合料中各原料中的超细粉。配合料中的超细粉主要来自于硅砂、石英砂、石灰石等。我公司对原料颗粒度的要求范围是:
筛孔数(目)名称
+24-140+10-100
硅 砂05%--
石英砂05%--
白云石--010%
石灰石--010%
只要严格按照标准进行原料的采购,在配合料的制备过程中,就能够降低配合料的超细粉的含量,减少飞料的产生,从而提高熔窑的使用寿命。
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