鋯英石磚性能級生產工藝

鋯英石磚的使用及生產，原料雜質含量高，將降低鋯英石磚的高溫力學性能及其分解溫度。當原料中含較多的Al2O3時，制品的耐火度和荷重軟化溫度將有所降低，燒結溫度和分解溫度也明顯地降低，可在1500  °C或更低溫度下大部分或全部分解。鋯英石在高溫下易溶于玻璃液中，導致磚體結構的弱化。原料中的TiO3達到一定量時，鋯英石在 1350 °C左右就開始分解，1600℃時即出現發育良好的ZrO2晶體。同時，TiO3在高溫下會與鋯英石反應形成具有較高熱膨脹系數的新生礦相，使高純鋯英石磚的熱震穩定性降低，其降低程度隨TiO2含量的增加而提高。因此，必須嚴格控制鋯英石原料中有害雜質的含量，務必使其制品的高溫力學性能保持在較高水平，使其分解溫度高于玻璃池窯的工作溫度。

外加物種類

將各種外加物按規定比例引入高致密鋯英石磚的配料中，在相同工藝條件下進行試驗，以考察各外加物對制品性能的影響。試驗結果示于表2。

表1  外加物種類對高致密鋯英石磚性能的影響 外加物種類

從表1可以看出，無外加物的配料，除常溫耐壓強度較低外，顯氣孔率和體積密度指標還比較好，但遠不及加入外加物A、B、F的試樣;加入A、B、F的試樣的技術指標均優于引進的美國和德國的同類產品;加入D的試樣的技術指標優于無外加物試樣，與引進產品相當;而加入C和E的試樣，除常溫耐壓強度與德國產品相當外，顯氣孔率和體積密度均遠不及德國產品，更不能與加入A、B、F的試樣相媲美。從促進鋯英石燒結和與無堿玻璃反應的匹配性等諸多因素考慮，選擇A作為工業化生產高致密鋯英石磚的外加物。

外加物A的加入量

在相同工藝條件下，引入不同量的外加物A，以確定其最佳加入量。試驗結果列于表2。表2 數據顯示，制品的體積密度和耐壓強度均隨A的加入量的增加而先升后降，呈現一個峰值。顯氣孔率無明顯變化，僅以加入量為6a者略高。據此，外加物A的加入量以3a為宜。

燒成溫度

采用若干組相同的試樣，在氧化或弱氧化氣氛的高溫梭式窯中，分別在不同的溫度下燒成，以考察燒成溫度對高致密鋯英石磚性能的影響。結果示于表4。

表3  燒成溫度對高致密鋯英石磚性能的影響

顯而易見，在T2溫度下燒成的制品，無論是顯氣孔率、體積密度或是常溫耐壓強度，都遠優于其他溫度下燒成的制品;T1溫度下燒成的試樣，顯氣孔率異常地高，竟達25 %，體積密度和強度也明顯低，表明試樣在T1溫度遠未燒結，換而言之，在該溫度下，鋯英石結構內部的可擴散基元未能獲得足夠的能量進行自擴散或擴散速度極慢，嚴重影響了晶體的聚集長大;T3溫度下燒成試樣的技術指標優于T1溫度下的試樣，但遠不及T2溫度下的試樣;T4 溫度下，除顯氣孔率低于T1外，其他指標遠不及 T1。可以看出，燒成溫度高于T2后，隨燒成溫度提高，試樣性能越趨惡化。可以認為，在T3溫度下，鋯英石大部分分解，析出斜鋯石和游離SiO2。這種游離SiO2在該溫度下呈軟化狀態分布在斜鋯石晶粒周圍，冷卻后形成較多的微裂紋，導致試樣的顯氣孔率增加，強度下降。在T4溫度下，鋯英石無疑已全部分解成結晶良好的斜鋯石和呈全熔融狀態的石英相，斜鋯石晶體被石英包裹，冷卻后，出現更多的裂紋，使試樣顯現出更高的顯氣孔率，更低的密度和強度。