玻璃爐粘土磚在高溫下(xià)與熔融玻璃接觸時,磚的表(biǎo)麵首先被熔(róng)融玻璃浸透。之後,由於毛細作用,熔融玻璃被吸入磚的孔隙中(zhōng),熔融體中富含堿金屬的離子將逐漸擴散到(dào)孔隙周圍的熟料晶相間隙中,發生交代反應。粘土磚中的遊離二氧化矽(guī)首先被熔(róng)融玻璃溶解,莫來石以較(jiào)低的速度(dù)溶解,聚集在熔融玻璃與玻璃爐(lú)粘土磚的界麵上(shàng)。此後,小的結晶莫來石溶解,並且在(zài)孔隙附近或與熔融玻璃的界麵處產生再結(jié)晶(二次)莫來(lái)石。熟料也可以轉化和分(fèn)解成β-Al2O3。因為(wéi)交代不深(shēn),所以顆粒很細。此外,交代反(fǎn)應(yīng)還形成了與原始玻璃液組成不同的玻璃相的一部分,這是由於熟料的部分溶解和熔體中二氧化矽和三氧化二鋁(lǚ)組分的(de)加入,它們將擴散到玻璃液的其餘部(bù)分中。
隨著交代反應的發展,玻璃爐粘土磚熟料顆粒(lì)將逐漸分解成殘餘團聚體,並在其周圍出現莫來石和β-Al2O3,β-Al2O3晶體將聚集在界麵層。霞石和玻璃相也可能(néng)出現,在此期間Na2O和K2O已經(jīng)滲入熟料(liào)骨料。
它與熟料中的(de)莫來石反應如下:莫來石與R2O共存時,會在較低溫度下分解。R2O越多,莫來石分解成剛玉和(hé)霞石液相(xiàng)的溫(wēn)度越低。堿性成分從交(jiāo)代界麵向磚內逐漸擴散,界麵層堿性成分較高,β-Al2O3結晶(jīng)較多。
隨著交代作用的進一步發(fā)展,熟料顆粒可能轉化為破碎層,甚至轉化為次生或新的礦物相,主要包(bāo)括次(cì)生莫來石(shí)和分解轉化的β-Al2O3。霞石、三斜霞石、白榴(liú)石、正(zhèng)長石、鈉長石等。經過進一步的侵(qīn)蝕,它們會融化成熔(róng)融的玻璃(lí),成(chéng)為高鋁條紋或凸起。這種侵(qīn)蝕在玻璃表麵很強烈,那(nà)裏的溫度很高,處於氣體、液體和固體的交界處,並且會受到批次中堿液和鹽水的影響。鹽水與玻璃爐粘土磚(zhuān)的(de)反(fǎn)應會產生二氧化矽(guī),這種物質分解時產生的氣體會使磚的變質層(céng)起泡,從(cóng)而加(jiā)速侵蝕。
堿金屬氧(yǎng)化物的揮(huī)發物在1000 ~ 1100℃可與玻璃爐粘土磚反應,即(jí)R2O與粘土磚中的莫來石反應形成剛玉和霞石玻璃相(xiàng)。後者繼續受到R2O的影響,形成長(zhǎng)石玻璃相。如果K2O是R2O的主要成分,則在玻璃爐粘(zhān)土磚表麵可形成一層強的高粘度的鉀霞石和β-Al2O3保護層。然而,如果耐火磚含有較少(shǎo)的二氧化(huà)矽,玻璃釉層將在與R2O反應後(hòu)剝落。
玻璃爐粘土磚被批料粉塵侵蝕,形成一層釉(yòu),其中包括霞石、白榴石、長(zhǎng)石和莫來石,除玻(bō)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(jiào)低溫度下凝固,格子(zǐ)孔容(róng)易堵塞,這將大大降低格子磚在蓄熱室中(zhōng)的蓄熱效果。使用粘土格子磚(zhuān)超過30個(gè)月通常是困難的。