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矿渣微晶玻璃熔窑池壁砖不适合用ZAS锆刚玉的论证

添加时间:2019年8月28日  浏览次数:

矿渣微晶玻璃是以各种工业固废为主要原料而制得的具有成分可调 、晶化可控,耐磨、耐腐蚀性能优异等特点的一类微晶玻璃材料。

目前,矿渣微晶玻璃的制备方法主要采用烧结和熔融两种,虽然矿渣微晶玻璃的研究在基础配方、形核剂及热处理工艺方面取得了很大的进展,但是其工业化水平并不理想,还存在很多技术难点,特别是熔融法制备矿渣微晶玻璃过程中,由于工业固体废弃原料成分复杂,其熔液腐蚀性强,对熔窑池壁砖的选取提出更高的要求,另外矿渣玻璃熔液对窑砖的侵蚀导致微晶玻璃材料结构及性能的变化还需进行更加深入的研究。以白云鄂博尾矿及粉煤灰为主要原料,采用熔融法制得玻璃熔液,研究了矿渣玻璃熔液对电熔锆刚玉砖AZS41的侵蚀规律为矿渣玻璃熔制过程中窑砖的选取提供一定的参考。

锆刚玉砖

实验以白云鄂博尾矿和粉煤灰为主要原料,参照四元相图设计辉石相为主晶相的微晶玻璃基础配方。原料成分如表l,基础玻璃成分如表2。

按照基础玻璃料配方混合均匀在高温电阻炉内于1450℃熔化保温1h将直径为10mill长度为20mm的电熔锆刚玉砖AZS41在炉口预热10min后分别放于三个氧化铝坩埚内保温3h。取出电熔锆刚玉砖试样随炉冷却,将一部分玻璃熔液水淬用于DSC测试,剩余玻璃熔液浇铸于事先预热的钢模成型,然后放于马弗炉中退火,根据DSC测试结果进行核化、晶化处理,得到微晶玻璃试样。

利用光学显微镜观察侵蚀后的AZS41砖的腐蚀界面,并测量其腐蚀层厚度:采用 X射线衍射仪对侵蚀前的AZS41砖及制备的微晶玻璃进行晶相测定:观察AZS41砖侵蚀前后及微晶玻璃的表面形貌并进行测定。

结果与讨论

不同尾矿含量的玻璃熔液对AZS41砖的侵蚀界。结果表明,AZS41 砖经高温矿渣玻璃熔液侵 蚀后,腐蚀界面变得疏松,且沿纵向腐蚀层厚度并不均匀,在耐火砖三相界面处腐蚀最严重;随着尾矿添加量的增大,三相界面腐蚀层厚度也逐渐加大,腐蚀层厚度分别为768μm、870μm和1044μm。说明矿渣玻璃熔液对AZS41砖的侵蚀为非均匀腐蚀 ,结合表 1中白云鄂

博尾矿的成分,说明尾矿中引入的F及Fe对砖的侵蚀影响较大。前期研究表明CaF和FeO 能够促进玻璃熔液的粘度减低,玻璃熔液粘度减低,加快了熔体中离子的迁移速率,使得 AZS41#砖内部与外部玻璃熔液相互作用加快侵蚀加重。 靠近玻璃熔液的AZS41砖侵蚀界面 显示被侵蚀后的AZS41 砖沿着腐蚀层方向显微形貌发生了较大变化,镶嵌于刚玉相中的斜锆石在侵蚀严重部位已经消失。腐蚀层中出现了Fe、Na、Ca、P等元素,这些元素在沿着

腐蚀层方向含量有所变化,而且SiO2/AL2O3沿着腐蚀层向内逐渐减小。未侵蚀前的AZS41砖结果说明腐蚀层中Fe、Na、Ca、P等元素均来自于玻璃溶液,它们的出现能够用于判断AZS41#砖是否被高温玻璃溶液侵蚀,同时其含量及SiO2/AL2O3也是能够表明AZS 41#被侵蚀成都,杂质元素含量越多SiO2/AL2O3质量比越大,标志着刚玉基体相溶解加剧,腐蚀加重

 

关键词:锆刚玉砖   AZS砖   
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