礦渣微晶玻璃熔窯池壁磚不適合用ZAS鋯剛玉的結論

2020-12-04 鄭州駒達耐火磚

礦渣微晶玻璃是以各種工業固廢為主要原料而製得的具有成分可調 、晶化可控，耐磨、耐腐蝕性能優異等特點的一類微晶玻璃材料。

目前，礦渣微晶玻璃的製備方法主要採用燒結和熔融兩種，雖然礦渣微晶玻璃的研究在基礎配方、形核劑及熱處理工藝方面取得了很大的進展，但是其工業化水平並不理想，還存在很多技術難點，特別是熔融法製備礦渣微晶玻璃過程中，由於工業固體廢棄原料成分複雜，其熔液腐蝕性強，對熔窯池壁磚的選取提出更高的要求，另外礦渣玻璃熔液對窯磚的侵蝕導致微晶玻璃材料結構及性能的變化還需進行更加深入的研究。以白雲鄂博尾礦及粉煤灰為主要原料，採用熔融法製得玻璃熔液，研究了礦渣玻璃熔液對電熔鋯剛玉磚AZS41的侵蝕規律為礦渣玻璃熔制過程中窯磚的選取提供一定的參考。

實驗以白雲鄂博尾礦和粉煤灰為主要原料，參照四元相圖設計輝石相為主晶相的微晶玻璃基礎配方。原料成分如表l，基礎玻璃成分如表2。

按照基礎玻璃料配方混合均勻在高溫電阻爐內於1450℃熔化保溫1h將直徑為10mill長度為20mm的電熔鋯剛玉磚AZS41在爐口預熱10min後分別放於三個氧化鋁坩堝內保溫3h。取出電熔鋯剛玉磚試樣隨爐冷卻，將一部分玻璃熔液水淬用於DSC測試，剩餘玻璃熔液澆鑄於事先預熱的鋼模成型，然後放於馬弗爐中退火，根據DSC測試結果進行核化、晶化處理，得到微晶玻璃試樣。

利用光學顯微鏡觀察侵蝕後的AZS41磚的腐蝕界面，並測量其腐蝕層厚度：採用 X射線衍射儀對侵蝕前的AZS41磚及製備的微晶玻璃進行晶相測定：觀察AZS41磚侵蝕前後及微晶玻璃的表面形貌並進行測定。

結果與討論

不同尾礦含量的玻璃熔液對AZS41磚的侵蝕界。結果表明，AZS41 磚經高溫礦渣玻璃熔液侵 蝕後，腐蝕界面變得疏鬆，且沿縱向腐蝕層厚度並不均勻，在耐火磚三相界面處腐蝕最嚴重；隨著尾礦添加量的增大，三相界面腐蝕層厚度也逐漸加大，腐蝕層厚度分別為768μm、870μm和1044μm。說明礦渣玻璃熔液對AZS41磚的侵蝕為非均勻腐蝕 ，結合表 1中白雲鄂

博尾礦的成分，說明尾礦中引入的F及Fe對磚的侵蝕影響較大。前期研究表明CaF和FeO 能夠促進玻璃熔液的粘度減低，玻璃熔液粘度減低，加快了熔體中離子的遷移速率，使得 AZS41#磚內部與外部玻璃熔液相互作用加快侵蝕加重。 靠近玻璃熔液的AZS41磚侵蝕界面 顯示被侵蝕後的AZS41 磚沿著腐蝕層方向顯微形貌發生了較大變化，鑲嵌於剛玉相中的斜鋯石在侵蝕嚴重部位已經消失。腐蝕層中出現了Fe、Na、Ca、P等元素，這些元素在沿著

腐蝕層方向含量有所變化，而且SiO2/AL2O3沿著腐蝕層向內逐漸減小。未侵蝕前的AZS41磚結果說明腐蝕層中Fe、Na、Ca、P等元素均來自於玻璃溶液，它們的出現能夠用於判斷AZS41#磚是否被高溫玻璃溶液侵蝕，同時其含量及SiO2/AL2O3也是能夠表明AZS 41#被侵蝕成都，雜質元素含量越多SiO2/AL2O3質量比越大，標誌著剛玉基體相溶解加劇，腐蝕加重

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