当前位置: 窑炉 >> 窑炉发展 >> 玻璃窑用耐火材料结石的主要原因
玻璃中各种固态夹杂物无论其来源如何统称为“结石”。其中有未完全熔化的配合料及随着配合料进入熔体中的难熔物质,耐火材料未熔化的残余物等,这些是从外部进入熔体中的。还有从玻璃自身析出的结晶体。一种称为“节瘤的玻璃状夹杂物也属于这一类”。它们在成型过程中不变形或只稍微变形。作为玻璃状物质本应作为不均匀问题处理,它属于条纹的临界状态;可是按照它的性质,通常它是从结石吸收了玻璃中的组分(碱)熔化而成,但没有与主体玻璃完全混合。熔体外部的耐火材料吸收碱后熔化成玻璃状滴入熔体中则又称为“液滴”。
锆刚玉砖产生这些结石的原因主要有以下三个方面:
(1)可能结晶
玻璃体的析晶结石,是由于玻璃在一定温度范围内,本身的析晶所造成的。这种析晶作用在生产中称之为“失透”。析晶结石的尺寸通常在0.01mm至几毫米之间,形状和色泽常是多种多样的,但是具有一定的几何形状为其特征。析晶结石有单独分布的,但大多数是聚集成脉状、斑点、球体、条等。
当玻璃液长期停留在有利于晶体形成和生长的温度下,玻璃中化学组成不均匀部分,是促使玻璃体产生析晶的主要因素。析晶结石常首先出现在各相分界线上:玻璃液表面上,气泡附近,与耐火材料接触部分。也常在配合料结石和耐火材料结石以及条纹、线道中开始产生。在有条纹缺陷的玻璃中,由于条纹引起的析晶常具有清晰的晶形(图1),而且条纹所达到的范围要比析晶范围大得多。
图1条纹中结晶的形成
结石中结晶可能产生的根源见表1所列。
表1结石中结晶可能产生的根源
从表中可以看出,只从单独一种缺陷根源产生的结晶类型是极其少有的情况。因此,须从多方面观察后选出其中一个可能性较大的缺陷根源。否则由于判断错误而采取了不正确的措施,不仅缺陷不能消除,反而会增加废品损失。
为了防止析晶首先要设计合理的玻璃化学组成,使玻璃熔体尽可能地减少析晶倾向,并保证在冷却和成形条件下对于析晶有足够的稳定性。在玻璃生产中最好是选择这样一个成型温度范围:玻璃熔体中的晶核数要少,同时在成形过程中不使它们有较大的生长。
(2)配合料及碎玻璃
使用的原料颗粒越粗,配合料混合得越不均匀,窑中的加料量越大或在坩埚中其他条件不变的情况熔制的时间越短,由于配合料的熔化残余物形成结石的机会也越多。
原料的粉碎设备出现故障而使原料的粒度发生偏差时,就由可能通常认为是适当的熔化条件不能满足要求,它不能将原料完全熔化而在熔体中残留下残余的原料颗粒。可以将残余物进行鉴定而査明其来源。
(3)耐火材料
耐火材料结石类似料粉结石。但是料粉结石是带圆卵形,耐火材料结石是砖体结构,多呈棱角状,与玻璃体分界线较为明显。
轻质刚玉砖玻璃窑炉是用各种耐火材料砌成的,熔炉常用的主要耐火材料有硅砖,熔融石英砖、石英质耐火材料,黏土质耐火材料、高铝质耐火材料、铝氧系电熔铸耐火材料(电熔铸莫来石砖)以及锆刚玉系电熔铸耐火材料等。
目前玻璃熔制仍需在耐高温材料做的容器内进行。尽管选用耐侵蚀与耐冲击良好的偏酸性耐火材料熔化玻璃,但是由于配合料溶解,玻璃液在高温下与耐火材料长期接触。以及火焰、炉内气氛的冲刷等。优质的耐火材料(包括铂金材料)也免不了要受到一定侵蚀,被侵蚀下来的成分有些溶解于玻璃中,有些则不全溶或溶解后又再次析晶出来,随玻璃液成型,在制品上形成结石,严重时造成废品。要想制得优质产品,尽量减少玻璃缺陷,耐火材料结石。按化学组成基本分为两大类:硅质耐火材料结石;铝硅质耐火材料结石。