含鐵熔體對耐火材料侵蝕都很嚴(yán)重,高溫下Fe2O3與莫來石和剛玉有一定固溶度,形成有限固熔體。由于固溶體的形成,使莫來石和剛玉的晶格長大。在三元系統(tǒng)中始熔溫度,當(dāng)Al2O3 /SiO2比<2.55時為1380℃;>2.55時為1460℃。在還原氣氛下,F(xiàn)e2O3被還原成FeO而脫溶進(jìn)入玻璃相,并使始熔溫度分別下降到1240℃及1380℃。形成SiO2-Al2O3 -FeO結(jié)構(gòu)體,并使耐火材料的始熔溫度下降,降低熔點(diǎn),加劇侵蝕,降低耐火材料壽命。
此外,F(xiàn)e2O3與TiO2共存時,可與Al2O3 形成含鐵鈦酸鋁,并同時進(jìn)入玻璃相,增加液相量,從而降低制品的高溫力學(xué)性質(zhì)。
玄武巖纖維池窯法生產(chǎn),首先要考慮窯爐壽命,傳統(tǒng)的玄武巖纖維坩堝爐采用的耐火材料,由于侵蝕快、壽命短,使用在池窯上不經(jīng)濟(jì)。必須選擇更加優(yōu)質(zhì)的耐火材料,需對不同性質(zhì)耐火材料進(jìn)行篩選并進(jìn)行侵蝕實(shí)驗(yàn)。 有資料針對耐火材料致密氧化鉻磚、鉻鋯剛玉磚、高致密鋯英石磚、41#電熔AZS磚進(jìn)行了侵蝕實(shí)驗(yàn)。侵蝕情況見圖 1
致密氧化鉻磚的抗熔融玄武巖侵蝕性最好,其次是鉻鋯剛玉磚、高致密鋯英石磚。最差的是熔鑄AZS-41 磚,其在液面線處出現(xiàn)嚴(yán)重鉆孔侵蝕現(xiàn)象。顯微結(jié)構(gòu)分析表明 :致密氧化鉻磚結(jié)構(gòu)均勻,與玄武巖熔液反應(yīng)性小,同時與玄武巖渣中的成分形成鉻尖晶石致密層阻止了渣的進(jìn)一步滲透 ;高致密鋯英石磚在高溫下鋯英石自身分解,內(nèi)部產(chǎn)生脫鋯層和玻璃相,體積變大,產(chǎn)生發(fā)泡現(xiàn)象。 電熔AZS磚的顯氣孔率雖然很低,對玄武巖熔液有較好的抗?jié)B透性,但其液相量較多,鐵離子進(jìn)入玻璃相,形成SiO2-Al2O3 -FeO結(jié)構(gòu)體,降低熔點(diǎn),加劇渣蝕。因此抗侵蝕性相對較差。對于采用電助熔的窯爐,還需考慮電極磚材質(zhì)的選擇,即要電導(dǎo)率低的又要耐侵蝕的耐火材料。