因電熔鋯剛玉磚、莫來石磚產生的玻璃結石原因及特征-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)。這兩種磚是玻璃產生鋯質耐火材料結石的關鍵因素。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，磚體內部仍為黑灰色，其磚受侵蝕后在板面上出現的結石大多為黃白色、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，結構中莫來石為板狀、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生交代反應生成剛玉、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可析出二次結晶的骨架狀、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、斜鋯石相互緊密結合，均勻致密地形成共晶結構、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的結石，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生交代反應生成霞石，斜鋯石則難同玻璃液反應，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耐火材料侵蝕交代產生的結果，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物，出現在侵蝕交代后期，呈六方片狀、階梯狀，有時有羽毛狀集合體，還有短柱狀、柱狀，光學性質與石英相似，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而生成的斜鋯石晶體是二次結晶，為細小的粒狀或主干與分枝成90°交角的骨架狀。各種形態的斜鋯石與骨架狀方石英的區分是斜鋯石突起高，雙折射高，常與霞石共生。圖1所示為部分鋯質耐火材料結石的形成。

　　圖1 部分鋯質耐火材料結石

　　要預防鋯質耐火材料結石，必須選用優質耐火材料;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;嚴格控制原料質量，排除鋯質結石的引入;加強熔化操作，減少玻璃液面的大幅度波動。