玻璃池窑中耐火材料蚀变的因素

【中玻网】在玻璃熔制过程中，耐火材料和玻璃液在高温下相互作用，使耐火材料遭受侵蚀损坏，甚至对玻璃液也会造成缺点。在池窑中配合料组分对耐火材料的侵蚀作用较玻璃液的作用大得多。芒硝配合料较纯碱配合料的侵蚀作用更强。通常熔融纯碱的侵蚀作用仅局限于加料口附近，而芒硝几乎可侵蚀到全部池壁。含有硼酸、磷酸、氟、氯、铅、钡等化合物和含碱量高的配合料，其玻璃液对耐火材料有特别强烈的侵蚀作用。池窑内火焰空间的窑碹、胸墙、小炉以及蓄热室等结构，虽然不与玻璃液直接接触，但也受到配合料粉尘和玻璃液面挥发物不同程度的侵蚀作用。

　　玻璃液对耐火材料的侵蚀强度主要取决于玻璃液的黏度和表面张力等物理性质，至于在受侵蚀过程中的化学反应只有从属的作用。黏度低和表面张力小的熔融玻璃很容易浸润耐火材料，它能沿耐火材料表面的毛细管系统而侵人耐火材料中。含碱较多的玻璃其黏度较低，硼硅酸盐玻璃表面张力小，它们对耐火材料的侵蚀也就很强烈。

　　配合料在加热过程中，开始生成易熔的多酸化合物，流散在玻璃液面上。然后，这些熔体逐渐与比较难熔的组分相互溶解，因此在池窑熔化带的耐火材料受到多碱硅酸盐的侵蚀作用。特别是在熔制芒硝配合料玻璃时，浮在玻璃液面上的熔融硝水直接与耐火材料作用。硫酸钠在885℃熔融，参与玻璃形成反应，直到约1440℃反应才完全。硝水、碱液和多碱硅酸盐易被吸人耐火材料表面的毛细孔中，使耐火材料受到强烈的侵蚀。

　　池窑用耐火材料在受到物理和化学侵蚀时，侵蚀速度是温度的函数。侵蚀速度随温度升高而呈对数关系递增。

　　升高熔制温度，就降低了熔融玻璃的黏度，也就加速了对耐火材料的侵蚀，从而大大缩短了耐火材料的使用寿命。在池窑中每升高熔化温度50〜60℃，将使耐火材料的寿命缩短约1/2。而在坩埚窑中，只要熔化温度升高20〜40℃时，坩埚的使用寿命就会缩短1/2。

　　耐火材料的抗物理和化学侵蚀能力，主要由其组成相的种类及其分布与结合状态来决定。一般耐火材料由一个或多个晶相、玻璃相及气相(气孔)组成。玻璃相较晶体的化学稳定性差，气孔是侵蚀剂渗入耐火材料内部的通道(尤其是开口气孔)。玻璃液或配合料的组分渗入耐火材料气孔的高层度，与气孔直径的4次方成正比。侵蚀物首先作用于耐火材料中的玻璃相，彼此相互反应。溶液渗人耐火材料内并溶解玻璃相后，耐火材料中的晶体就会受到玻璃液流的侵蚀，并有可能不断出现继续受侵蚀的新的部分。气孔和玻璃相大部分存在于烧结耐火材料的结合物中，因此结合物成为耐火材料抗物理和化学侵蚀的薄弱环节。

　　耐火材料受侵蚀所形成的熔融物黏度越大，材质越致密，开口气孔越少，所受侵蚀的程度将越小。由于耐火材料被溶解而使玻璃液黏度提高，就能在耐火材料表面形成一层很少移动的保护膜，从而使侵蚀减弱。

　　要获得抗侵蚀性良好的耐火材料，除需要有稳定的晶相、软化温度高、熔体黏度大、玻璃相少及气孔率低以外，还要求晶相的晶型细小，而且均匀分布在玻璃相中，结构均勻，结合紧密，这样即可使玻璃相得到增强。

　　耐火材料表面不平整，有缝隙和裂纹都会使侵蚀加深，特别是横缝受侵蚀更严重。砌体越致密，缝隙越微细，则玻璃液对池壁砖的侵蚀作用越小。