因電熔鋯剛玉磚、莫來石磚產(chǎn)生的玻璃結(jié)石原因及特征-莫來石耐火材料

　　在玻璃熔窯中，含鋯耐火材料包括電熔莫來石磚(俗稱黑鐵磚)和電熔鋯剛玉磚(俗稱白鐵磚)。這兩種磚是玻璃產(chǎn)生鋯質(zhì)耐火材料結(jié)石的關(guān)鍵因素。電熔莫來石是砌筑玻璃池墻、流液洞的重要耐火材料，在接觸玻璃液的工作面呈淺紅色，磚體內(nèi)部仍為黑灰色，其磚受侵蝕后在板面上出現(xiàn)的結(jié)石大多為黃白色、白色疙瘩，顆粒較小，致密度大、堅硬。電熔莫來石磚礦相組成：莫來石、斜鋯石、玻璃相，結(jié)構(gòu)中莫來石為板狀、柱狀;斜鋯石呈粒狀、鏈狀與莫來石交錯生長在一起，電熔莫來石磚的蝕變主要是磚中存在一些玻璃相，在受到侵蝕的過程中，玻璃相吸收堿性組分與莫來石產(chǎn)生交代反應(yīng)生成剛玉、β-剛玉、霞石。難熔的斜鋯石則熔入玻璃液中，如有足夠的時間條件反應(yīng)可析出二次結(jié)晶的骨架狀、松枝狀斜鋯石。

　　電熔鋯剛玉磚的礦相組成：剛玉、斜鋯石、AZ共晶體及玻璃相。由于剛玉、斜鋯石相互緊密結(jié)合，均勻致密地形成共晶結(jié)構(gòu)、氣孔率低，因而抗侵蝕性能很好，并隨ZrO2含量增大而提高。鋯剛玉磚一般用于溫度較髙，玻璃液沖刷較嚴重的部位，如：小爐噴火口，下層池壁和流液洞等處，磚體與玻璃液接觸的工作面常呈黃棕色和淺白色。其磚受侵蝕后在板面上出現(xiàn)的結(jié)石，大多為黃白色、白色疙瘩，顆粒較小、致密、堅硬。玻璃中堿性組分仍是侵蝕的主要組分，在高溫下鋯剛玉磚的蝕變過程為玻璃中堿性氧化物同剛玉發(fā)生交代反應(yīng)生成霞石，斜鋯石則難同玻璃液反應(yīng)，被富集在接觸帶中，隨溫度升高熔融于玻璃液中，在玻璃成形冷卻過程中析出二次重結(jié)晶的骨架狀、星花狀斜鋯石，常和霞石共生。

　　莫來石是含堿玻璃對硅鋁質(zhì)耐火材料侵蝕交代產(chǎn)生的結(jié)果，在顯微鏡下呈針狀、柱狀，突起偏高，雙折射率中等，有淡紅至淡綠的多色性，其中細長針狀較多，常與霞石伴生。霞石是玻璃中的堿性組分與耐火材料擴散交代作用的產(chǎn)物，出現(xiàn)在侵蝕交代后期，呈六方片狀、階梯狀，有時有羽毛狀集合體，還有短柱狀、柱狀，光學(xué)性質(zhì)與石英相似，干涉色低，有聚片雙晶。霞石常與剛玉伴生。斜鋯石是鋯剛玉磚的主要晶相。磚體與玻璃中堿性組分反應(yīng)而生成的斜鋯石晶體是二次結(jié)晶，為細小的粒狀或主干與分枝成90°交角的骨架狀。各種形態(tài)的斜鋯石與骨架狀方石英的區(qū)分是斜鋯石突起高，雙折射高，常與霞石共生。圖1所示為部分鋯質(zhì)耐火材料結(jié)石的形成。

　　圖1 部分鋯質(zhì)耐火材料結(jié)石

　　要預(yù)防鋯質(zhì)耐火材料結(jié)石，必須選用優(yōu)質(zhì)耐火材料;減少投料時配合料細粉的飛揚;加強池壁保護，避免配合料接觸池壁;嚴格控制原料質(zhì)量，排除鋯質(zhì)結(jié)石的引入;加強熔化操作，減少玻璃液面的大幅度波動。