玻璃(lí)爐粘土磚在高溫下與熔融玻璃接(jiē)觸(chù)時,磚的表麵首(shǒu)先被熔(róng)融玻璃浸透。之後,由於毛細作用,熔融玻璃被吸入(rù)磚的孔隙中,熔融體中富含堿金屬的離子(zǐ)將逐漸擴散到孔隙周圍(wéi)的熟料晶相間隙中,發生交代(dài)反應。粘土磚中的遊離二氧化矽首先(xiān)被熔融(róng)玻璃溶解,莫來石以較低的速度溶解,聚(jù)集在熔融玻璃與玻璃爐粘土磚的界麵上。此後,小(xiǎo)的結晶莫來石溶解,並且在孔隙附近或與熔融玻璃的界(jiè)麵處產生再結晶(二次(cì))莫來石。熟料也可以轉化和分解成β-Al2O3。因為交代不深(shēn),所以顆粒很細(xì)。此外,交(jiāo)代反應還形成了與原始玻璃液組成不同的玻璃相的(de)一部分,這是由(yóu)於熟料的(de)部分溶解和熔體中二氧化矽和三氧(yǎng)化二鋁組分的加入,它們將擴散到玻璃液的其餘部分中。
隨著交(jiāo)代反應的發展,玻(bō)璃爐粘土磚熟料(liào)顆粒將(jiāng)逐漸分解成(chéng)殘餘團聚體,並在其周圍出現莫來石和β-Al2O3,β-Al2O3晶體將聚集在界麵層。霞(xiá)石和玻璃(lí)相也可能出現,在此期間Na2O和K2O已經滲入熟料骨料。
它與熟料中的莫來石反應(yīng)如下:莫(mò)來石與R2O共存時,會在較低溫度下分解。R2O越多,莫來石分解成(chéng)剛玉和霞(xiá)石液相的溫度越低。堿性成(chéng)分從交代界麵向磚(zhuān)內逐(zhú)漸擴散,界麵層堿性成分較高,β-Al2O3結晶(jīng)較多。
隨(suí)著交代(dài)作用的進一步發展,熟(shú)料顆粒(lì)可能轉化為破碎層,甚至轉化為次生或新的礦物(wù)相,主要包括次生莫來石和分解轉化的β-Al2O3。霞石、三斜霞石、白(bái)榴石、正長石、鈉(nà)長石等。經過進一步的侵蝕,它們會融化成熔融的玻(bō)璃,成為高鋁條紋或凸起。這種(zhǒng)侵蝕在玻璃表麵很強烈,那裏的溫度很(hěn)高,處於氣體、液(yè)體和固體的交界處,並且會受到批次中堿液和鹽水的(de)影響。鹽水與玻璃爐粘土磚的反(fǎn)應會產生二氧化矽,這種物質分解(jiě)時產生的氣(qì)體會使(shǐ)磚的變質(zhì)層起泡,從而(ér)加速侵蝕。
堿金屬氧化物的揮發物在1000 ~ 1100℃可與玻璃爐粘(zhān)土磚反應(yīng),即R2O與粘土磚中的莫來石反應(yīng)形成剛玉和霞石玻(bō)璃相。後者繼續受到R2O的影響,形成長石玻璃相(xiàng)。如果K2O是R2O的主要成分(fèn),則在玻(bō)璃爐粘土磚表麵可形成(chéng)一層強(qiáng)的高粘度的鉀霞石和(hé)β-Al2O3保護層。然(rán)而,如果(guǒ)耐火磚含有較少(shǎo)的二(èr)氧化矽,玻璃釉層將在與R2O反應後剝落。
玻璃爐粘土磚被(bèi)批料粉(fěn)塵侵蝕(shí),形(xíng)成一層釉,其中(zhōng)包括霞(xiá)石、白(bái)榴石、長石和莫來石,除玻璃相外還有複雜的雙晶。這個釉層在高溫下會失去。殘渣在格子磚的較低溫度下凝固,格子孔容易堵(dǔ)塞(sāi),這將大大(dà)降低格子磚(zhuān)在蓄熱室中的蓄熱效(xiào)果。使用粘土格子(zǐ)磚超過30個月(yuè)通常是困難的。