玻璃窑耐火材料化学侵蚀主要有哪几种?
化学侵蚀主要有下列四种。
①熔融玻璃与耐火材料的反应造成的侵蚀
这种侵蚀以与玻璃液接触的池壁砖为代表。玻璃中重要的是钠钙硅玻璃。一般的瓶罐玻璃和平板玻璃都属于这一类。这种玻璃中以SO2为主要成分,含量在70%左右,Na2O含量为15%左右,CaO含量在10%左右,还有少量的Al2O3和MgO。为了改善玻璃的性能,以钠钙硅玻璃为基础可以引入K2O、L2O、BaO、PbO等氧化物。这些玻璃虽然种类较多,但都可以简化为SO2含量、碱金属氧化物(Na2O+K2O+L2O)含量和碱土金属氧化物含量(CaO+MgO+BaO)来考虑。只要上述三种氧化物含量基本相同,则对耐火材料的化学侵蚀也基本相同。但是硼硅玻璃对耐火材料的化学侵蚀与钠钙硅玻璃不同。尤其是低碱或无碱硼硅玻璃,其酸性氧化物含量高,熔化温度也高。因此要使用特殊的耐火材料。
玻璃对耐火材料的化学侵蚀,如果没有物理侵蚀同时存在,则进行得十分缓慢。加料口附近的上部结构受到配合料粉尘的化学侵蚀。此处配合料粉尘的成分与玻璃液基本相同。也就是说此处耐火材料与池壁砖受到的化学侵蚀基本相同。但是池壁砖受到的破坏比上部结构要严重得多。之所以出现这种差别,主要是物理侵蚀条件不同。池壁砖除了受到玻璃化学侵蚀外,还受到玻璃液流的冲刷作用这一物理侵蚀。液流的冲刷把化学侵蚀的生成物不断冲走,因而使玻璃液能够不断对耐火材料的新鲜表面进行化学侵蚀。这两种侵蚀共同作用的结果,使池壁砖损坏很快。但是上部结构只受到与玻璃成分相同的配合料粉尘侵蚀,此处没有液流的物理侵蚀。所以化学侵蚀的生成物留在耐火材料的表面,这就起到了保护作用,防止了配合料粉尘对耐火材料的进一步侵蚀。由此可以看出化学侵蚀的破坏程度与物理侵蚀情况有很大的关系。
②玻璃配合料粉尘与耐火材料化学反应造成的侵蚀
这种化学侵蚀主要发生在池炉熔化池上部结构和蓄热室。在不同部位,配合料粉尘也有差别。加料口附近的配合料粉尘,其成分与玻璃成分基本相同。由于硅砂颗粒密度较大,离加料口越远配合料粉尘中SO2含量越低。配合料粉尘的多少与很多因素有关。对于同一种玻璃配合料粉尘量与原料密度、颗粒度、加料方式有很大关系。配合料加水、压饼或制球都可以大大减少配合料粉尘量。
③玻璃配合料挥发物与耐火材料反应造成的化学侵蚀
玻璃和配合料的挥发物在池炉的上部空间和蓄热室中部都存在,对这些部位的耐火材料进行化学侵蚀。挥发物的成分主要是碱金属氧化物的化合物和硼的化合物,还有氟化物、氯化物和硫的化合物。这些挥发物除以气相状态与耐火材料发生化学反应外,在温度低时还会凝结成液相与耐火材料发生化学反应。其中钠的化合物在1400℃。时就会冷凝。这些冷凝液体通过浸润、扩散向耐火材料气孔内渗透。尤其是当上部结构砌体有龟裂和未充满泥浆的砌缝时,会给耐火材料造成很大的破坏。
④燃料的灰分及燃烧产物与耐火材料的化学反应造成的化学侵蚀
燃烧重油和天然气时,灰分基本不存在,而V₂O5和NO虽然对耐火材料侵蚀严重,但一般重油中含量很少,在池炉生产中影响不大。重油和发生炉煤气中的硫分,在燃烧中生成SO₂,并与挥发成分中的R₂O作用生成亚硫酸钠,亚硫酸钠与耐火材料的化学反应强烈,在玻璃生产过程中要考虑到这个影响因素。