玻璃窯爐上部結構用熔鑄鋯剛玉磚除經受玻璃窯爐高溫負荷之外,同時還要抵御來自玻璃配合料的飛料和特殊玻璃組成中揮發(fā)物的物理沖刷和化學侵蝕。因而,在材料的開發(fā)過程中應當對材料的玻璃相滲出行為、滲出量重點加以考慮。對玻璃窯爐上部結構用熔鑄鋯剛玉磚的研制必須進行材料合理設計,控制其成分和組織結構,控制其生產制造工藝,以達到開發(fā)具有較低玻璃相含量與滲出量的低滲出熔鑄鋯剛玉磚的目的。

　　熔鑄鋯剛玉磚中,SiO2、Na2O是玻璃相的主要成份,決定著熔鑄鋯剛玉磚中玻璃相的含量,減少SiO2和Na2O含量則可以降低玻璃相的含量,從而降低玻璃相的滲出量。同時,Fe2O3和TiO2雜質成份,以及熔化澆鑄過程中石墨電極、樹脂砂型的滲碳污染,在高溫下氧化會驅動材料中玻璃相的滲出。因此,在料方設計中,要降低SiO2和2Na2O含量、控制Fe2O3、TiO2雜質帶入;同時,在生產制造過程中,要優(yōu)化生產工藝,減少石墨電極、樹脂砂型的滲碳污染。

　　基于以上低滲出熔鑄鋯剛玉磚的使用需求,我們設計試驗料方見表1。

　　表1低滲出熔鑄鋯剛玉磚設計試驗料方/%

　　根據設計料方組成范圍,確定多個配料組合進行小批量試驗澆鑄,確認生產工藝,出箱后取樣進行測試,測試結果見表2。

　　表2小批量試驗澆鑄測試結果/%

　　從表中可以看出,低滲出熔鑄鋯剛玉磚其化學主成份點仍歸屬Al2O3·ZrO2·SiO2三元相圖中,但由于降低了玻璃相主成份的含量及控制雜質帶入,玻璃相滲出量低。材料結晶固化形成晶體鑲嵌結構,有利于減少玻璃相的滲出量,從而減少料中堿、硼等活性揮發(fā)物通過玻璃相向磚體擴散,進行化學置換、交替作用,從而減少對材料的蝕損,有助于提高玻璃窯爐的使用壽命。