玻璃窯的介紹和耐火材料的選用

 

1、碹頂

 

玻璃熔窯熔化部和冷卻部的碹頂（包括拱角），這些部位處于1600℃的工作溫度下，使用在這些部位的耐火材料既要能夠承受高溫、荷重而又要承受堿蒸汽及配合料的沖刷作用，因此，用作頂部的耐火材料須具備高的耐火度、高的荷重軟化溫度及良好的耐蠕變性，而且導熱系數小，高溫下的耐火材料不能污染玻璃液，材質的容重也要較小，高溫強度好等特點。

 

而高性能高純硅磚正好具備以上的特點：

 

a、荷重溫度高接近其耐火度；

 

b、高溫下穩定性好，耐壓強度高；

 

c、由于主要成分SiO2，含量>96%，與玻璃組成的主要元素成分相同，所以高溫條件下的侵蝕物基本不會污染玻璃液；

 

d、價格便宜。

 

因此在各種玻璃橋頂，高純硅磚成為各種玻璃生產制作過程中的理想產品。

 

配合廢料和堿蒸汽與耐火材料的高溫化學反應所產生的化學侵蝕，以及由于物相遷移和溫度所產生的晶型轉化和結構致密性變化是造成碹頂磚損毀的主要原因。

 

研究結果表明：碹頂用玻璃窯硅磚，在窯爐高溫作用下的蝕變過程基本上是雜質遷移和雜相變所引起的，化學侵蝕和熔解作用基本可以忽略。相變和自凈化的作用，使窯爐運作帶逐漸改變性能，其高溫性能得到提高。

 

2、池壁

1）與玻璃液接觸的部位

 

熔化部與冷卻部池壁與玻璃液直接接觸的部分，受到高溫，玻璃液引起的化學侵蝕和流動引起的機械物理沖刷，這個部位對耐火材料主要條件是具有良好的抗玻璃液侵蝕性能，同時不能污染玻璃液。

 

國內玻璃窯爐外普遍采用電熔鋯剛玉磚和α-β剛玉磚、β剛玉磚砌筑。電熔鋯剛玉磚的高溫和抗玻璃液的性能優異，這是它獲得了燒結耐火材料不可能獲得的抗侵蝕性非常好的斜鋯英石與α-Al2O3的共晶體，所以它作為玻璃窯爐熔化部池壁磚是非常合適的。

 

α-β剛玉磚和β剛玉磚的主要晶相是剛玉，玻璃相含量僅為1%-2%，具有良好的抗侵蝕性能，與電熔鋯剛玉磚的性能相比，由于不含ZrO2晶體，其反應層黏度小，在高溫下不太穩定，所以磚的表面與玻璃液之間的擴散速度比較大，窯爐窯襯損毀較快。但在窯爐的使用溫度低于1350℃時，a-β剛玉磚、β剛玉磚的抗侵蝕性能要比電熔鋯剛玉磚好。因此a-β剛玉磚、β剛玉磚在溫度低于1350℃時，是冷卻部等部位比較理想的耐火材料。

 

2）不與玻璃液直接接觸的部位

 

 

 

 

熔化部與冷卻部池壁不與玻璃液直接接觸的部分（也叫胸墻），這個區域主要受堿蒸汽及配合料的沖刷作用，根據設計的不同，有的使用剛玉質材質，有的使用硅磚，這2種材料都能滿足要求。因此掛鉤磚、直型磚常使用在這個部位。

 

3、蓄熱室

 

1）蓄熱室碹和側墻

 

蓄熱室碹和側墻的內表面受到高溫、粉塵、堿蒸汽的侵蝕，從上而下，侵蝕程度逐漸減弱，耐火材料的選用根據玻璃窯爐蓄熱室頂部，側墻上、中、下段所承受的溫度及侵蝕程度不同來確定。頂部和側墻一般選用硅磚，中段側墻一般建議選用低氣孔粘土磚和高鋁磚；窯爐下部一般選用一般粘土磚和低氣孔黏土磚。依據設計不同，近年來，側墻中，上部一般采用普通鎂鉻磚和直接結合鎂鉻磚，鎂鋁磚等堿性磚也獲得了較好的使用效果。

 

2) 格子體

 

格子體因全部磚體處于高溫荷重，粉塵和堿蒸汽的作用下，受到的侵蝕程度會比瑄和側墻嚴重，因此使用條件更為苛刻。格子體的堵塞與倒塌往往是造成玻璃窯停爐冷修的重要原因之一。所以要求格子體耐火材料物理強度高，蠕變率低，對窯爐溫度和氣氛的變化堿侵蝕有較強的防御能力，不黏附粉塵，損壞速度緩慢。

 

在格子體的頂部：所處的溫度高，可達到1400-1540℃，受到堿蒸汽和粉塵侵蝕也為嚴重，一般會選用電熔再結合鎂磚。由于電熔再結合鎂磚中硅酸鹽相比較少，方鎂石晶體已經長大，方鎂石之間已經形成直接結合，延緩及遏止方鎂石晶體在堿蒸汽的作用下逐漸大的速度，不容易使磚發生龜裂、粉化。

 

格子體上部：該處溫度可達1100-1430℃，一般使用95#再結合鎂磚就行了。

 

格子體中部：所處溫度為800-1100℃，在800-1100攝氏度范圍內堿金屬硫酸鹽凝結，鎂、鈣質格子體受到SO3和Na2O的嚴重侵蝕并發生化學反應，會導致較大的磚體膨脹，損壞嚴重，所以這個部位不適合使用鎂磚，而應該選用鎂鋁尖晶石磚或者直接結合鎂鉻磚或者鎂鋯磚和鎂橄欖石磚。

 

格子體下部：此段作業溫度低，荷重大，受堿侵蝕小，但離煙道比較近，直接受冷空氣的影響，需要的材質應能承受耐急冷急熱，選用價格低廉就行了。因此一般采用價格比較低的低氣孔黏土磚。