玻璃窯耐火材料簡(jiǎn)單介紹

玻璃熔窯是耐火材料構(gòu)成的熔制玻璃的熱工設(shè)備。選擇玻璃窯用耐火材料，應(yīng)該考慮窯型、使用部位以及損毀機(jī)理、熔制玻璃的品種和顏料的種類(lèi)等。玻璃窯用耐火材料首先應(yīng)該能很好的抵抗玻璃熔體和氣體作用物的侵蝕，并應(yīng)具有足夠高的荷重軟化溫度和熱穩(wěn)定性。

通常希望窯爐各個(gè)部位的耐火材料不出現(xiàn)局部早蝕損現(xiàn)象，以確保整個(gè)窯爐具有足夠長(zhǎng)的使用壽命。但由于玻璃窯各部位的機(jī)械、物理和化學(xué)條件不同，這就要求所用耐火材料的性能要與其相適應(yīng)，同時(shí)要求對(duì)相鄰的其他種類(lèi)磚材不產(chǎn)生不利的影響。

以下從多個(gè)方面分析玻璃窯選擇耐火磚的考慮因素。

粘土制品屬于酸性的耐火制品，隨著SiO2含量的增加其酸性增加。它對(duì)酸性具有一定的侵蝕抵抗能力，而對(duì)堿性侵蝕抵抗能力較差。黏土磚有不同的品種，諸如低氣孔黏土磚，超低氣孔黏土磚，低蠕變，低氣孔，低鐵黏土磚等等。因此粘土制品宜用于做酸性窯爐的耐火材料。玻璃窯用大型粘土磚是用砌筑玻璃窯用的單重不小于50kg的粘土質(zhì)耐火磚。

粘土磚使用條件，由于不同成型方法和粘土磚的骨料和結(jié)合劑不同。根據(jù)這些特點(diǎn)，在池爐的不同部位，由于侵蝕條件不同，可以選用不同粘土磚。蓄熱室下部爐條碹及下部格子磚，受到配合料粉塵和揮發(fā)物的侵蝕比較耐火磚小，溫度也較低，而荷重大，這種磚就要求機(jī)械強(qiáng)度高。因此，磚中結(jié)合物可以含有適量的SiO2、Fe2O3，但是用于高溫部位的粘土磚，主要要求耐火度高，其結(jié)合物中含雜質(zhì)少。

硅制耐火材料屬酸性材料，它具有較強(qiáng)的抵抗酸性渣或溶液侵蝕的能力，具有良好的高溫性能：如耐火度為1690-1730℃，荷重軟化開(kāi)始溫度為1640-1680℃。體積膨脹率較大，當(dāng)溫度為1450℃時(shí)約產(chǎn)生的總體積膨脹，有利于保證砌體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和氣密性。故硅磚是玻璃窯的主要材質(zhì)，廣泛應(yīng)用在大碹，胸墻，蓄熱室頂?shù)炔课弧?/p>

硅磚在烤窯時(shí)注意事項(xiàng)： 硅磚在200-300℃和573℃時(shí)，由于晶型轉(zhuǎn)變，體積驟然膨脹，因此烘烤是在600℃以下升溫不要太快，在冷卻至60銑耐火磚0℃以下時(shí)應(yīng)避免劇烈的溫度變化，盡可能不與堿性物質(zhì)接觸。

ZAS系列氧化法電熔鋯剛玉產(chǎn)品是采用優(yōu)質(zhì)提純?cè)? 使用特制的電弧爐, 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)弧熔和氧化處理的熔鑄工藝制成。這種電熔鑄造工藝幾乎沒(méi)有來(lái)自電極的碳污染。

由于采用這種熔鑄工藝和使用高純?cè)希琙A系列氧化法電熔鋯剛玉產(chǎn)品具有特殊的，高的抗玻璃液侵蝕性能，并且，對(duì)玻璃的污染也是極小的。

AZS-33制品在防止污染玻璃液方面是特別的優(yōu)越,它在玻璃中造成結(jié)石,氣泡及基本玻璃相析出的趨向是很小的。它適用于熔化池的上部結(jié)構(gòu)，工作池的池壁磚和鋪面磚，料道等。

AZS-36是標(biāo)準(zhǔn)的氧化法電熔鋯剛玉磚，它具有特別的高抵抗玻璃液侵蝕性能和低污性的特點(diǎn)，且在這二方面的性能是均衡的。它適用于玻璃熔窯中與玻璃液直接接角的部位，如熔化池池壁磚，鋪面磚，加料口等。

AZS-41是最高檔的氧化法電熔鋯剛玉磚，它具有最高的抗玻璃液侵蝕性能和杰出的對(duì)玻璃液的低污染性。它適用于玻璃窯爐中對(duì)耐侵蝕性能要求特別高的部位，如全電熔窯、流液洞、窯坎、鼓泡轉(zhuǎn)、加料口拐角的磚等。

電熔鋯剛玉磚的性質(zhì)、性能指標(biāo)—斜鋯石相能耐玻璃液的侵蝕，玻璃相可緩沖體積變化產(chǎn)生的應(yīng)力，能使制品保持不透氣的結(jié)構(gòu)，但其數(shù)量偏多，滲出溫度越低，則磚的質(zhì)量就越差。玻璃相的滲出會(huì)破壞磚的結(jié)構(gòu)，影響壽命。滲出的同時(shí)會(huì)放出氣泡，并有可能產(chǎn)生不溶于玻璃的結(jié)石，嚴(yán)重影響玻璃的質(zhì)量氣化爐耐火磚成份。通常用發(fā)泡指數(shù)表示滲出溫度。

剛玉磚的主晶相為剛玉，它具有優(yōu)良的性質(zhì)，如熔點(diǎn)高，硬度大，是中性礦物，因而制品硬度大，抗沖刷，耐磨，同時(shí)抗侵蝕。熔鑄α-Al2O3磚，主要是由α型剛玉組成的嚴(yán)密結(jié)實(shí)的細(xì)晶結(jié)構(gòu)實(shí)體。主要用于玻璃窯。適用于熔制硼硅玻璃、乳白玻璃。但是它的高溫抗侵蝕性較差，它在1600℃ 高溫時(shí)，耐玻璃液侵蝕性會(huì)迅速降低，所以某些硼硅質(zhì)玻璃窯，傾向于使用熔融石英磚。熔鑄α-Al2O3磚制品容重3.15-3.30g/cm3，含有少量的玻璃相(約2%)，充填結(jié)晶間空隙，純度很高。由于它不污染玻璃液，且在1350℃ 以下具有良好的耐玻璃液侵蝕性能和優(yōu)良的高溫耐磨性能，所以它是玻璃耐火磚除鐵熔窯的澄清部、冷卻部、工作池等部位，較理想的耐火材料。

β-Al2O3 粗大光亮的晶體構(gòu)成的白色制品，含Al2O3 92%-95%，只有1%以下的玻璃相，且因晶格疏松而導(dǎo)致制品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低。β-Al2O3中含有的Na2O與SiO2反應(yīng)，產(chǎn)生較大的體積收縮，有使磚產(chǎn)生裂紋、造成損壞的危險(xiǎn)。所以它只適用于原理含SiO2飛塵的上部結(jié)構(gòu)，例如，工作池的上部結(jié)構(gòu)，燃燒口附近胸墻，小爐嘴及吊墻等。因?yàn)檫@種磚和和揮發(fā)性堿金屬氧化物不發(fā)生作用，故不必?fù)?dān)心從磚表面上滴下熔融物污染玻璃。

(1)玻璃窯蓄熱室用鎂質(zhì)材料

一般蓄熱室格子體的最上層用高檔鎂磚(w(Mg O) > 97 % ); 上層使用中檔鎂磚(w (MgO)約為95 % ~ 96 % ); 中層使用直接結(jié)合鎂鉻磚; 下層使用低氣孔黏土磚。格子體的重要性能是抗侵蝕性和抗蠕變性。提高抗蠕變性需使用高純、低鐵、低氣孔和大晶粒的原料, 并采用高溫進(jìn)行充分燒結(jié)。

(2)使用替代燃料時(shí)蓄熱室的配置

使用石油焦后, 玻璃窯蓄熱室的耐火材料易于受到侵蝕, 其中，95鎂磚受損最為嚴(yán)重。大量 SiO2和CaO侵入了磚體,破壞了原有的MgO- M2S結(jié)合,形成了連續(xù)的CMS-M2S低熔結(jié)合相。另一方面,石油焦著火難, 燃燒慢。使用石油焦后, 未燃凈的組分進(jìn)入蓄熱室,在蓄熱室繼續(xù)燃燒, 提高了蓄熱室的溫度。這樣, 在高溫和侵蝕的作用下, 格子體發(fā)生軟化并隨后發(fā)生垮塌。基于損毀原因,玻璃企業(yè)擴(kuò)大了蓄熱室中97鎂磚和直接結(jié)合鎂鉻磚的用量,替換了性能較差的95鎂磚,蓄熱室壽命由1年延長(zhǎng)到3年,使武漢有沸騰爐耐火磚用石油焦的試驗(yàn)取得了初步成功。為滿(mǎn)足使用替代燃料的需求,耐火磚 比熱 還需要開(kāi)發(fā)抗侵蝕性好,又適應(yīng)氧化-還原氣氛變化的高純鎂鋁尖晶石材料。高純鎂鋁尖晶石磚的抗蠕變性和抗堿蒸氣侵蝕性很好,也可用于全氧燃燒玻璃熔窯。

鋯英石在1680℃受熱大量分解，鋯英石制品也有良好的抗侵蝕性，鋯英石磚具有耐高溫、抗熱震穩(wěn)定性好和耐玻璃液侵蝕性等優(yōu)良性能。鋁鋯硅系(AZS)熔鑄磚和燒成磚具有較好的耐玻璃液侵蝕性，可用于玻璃熔化池窯的池壁和上部結(jié)構(gòu)。

為了節(jié)能，玻璃窯帶有保溫結(jié)構(gòu)的日益增多。這些隔熱材料如黏土質(zhì)隔熱耐火磚，硅質(zhì)各如耐火磚，硅藻土磚以及保溫?fù)v打料等。

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