玻璃窯的主要構筑材料是耐火材料,選用耐火(huo)(huo)材料(liao)的(de)好與壞直(zhi)接影(ying)響著產品的(de)質(zhi)量、能源(yuan)的(de)消(xiao)耗、成本(ben)等問題(ti)。近(jin)些年來玻(bo)璃(li)窯爐的(de)技術不斷創新和(he)改造,但是(shi)總體上還是(shi)在于耐火(huo)(huo)材料(liao)生(sheng)產技術的(de)進步和(he)質(zhi)量的(de)提高(gao)息息相關。所以玻(bo)璃(li)窯選用耐火(huo)(huo)材料(liao)必須(xu)嚴謹。
1. 池(chi)壁(bi)磚
池(chi)窯理想的池(chi)壁(bi)(bi)磚(zhuan)(zhuan)材質是電熔鋯剛玉磚(zhuan)(zhuan)。熔化無堿或(huo)低堿玻(bo)璃纖(xian)維時(shi)由于酸性(xing)侵蝕中,池(chi)壁(bi)(bi)磚(zhuan)(zhuan)材質選用AZS磚(zhuan)(zhuan)或(huo)致(zhi)密鋯英石磚(zhuan)(zhuan)。
2. 池底磚
池(chi)底磚要求能(neng)耐(nai)(nai)磨(mo)(mo)而(er)且具有(you)整體性。限制多采用(yong)(yong)多層式復合池(chi)底結(jie)構(gou)(gou)。多層結(jie)構(gou)(gou)一般是在主體層——粘土大(da)磚的(de)(de)下(xia)面保(bao)溫層。粘土大(da)磚的(de)(de)上(shang)面設防護層和耐(nai)(nai)磨(mo)(mo)層,防護層用(yong)(yong)鋯石英(ying)砂(sha)搗打(da)料或者電熔剛玉搗打(da)料。耐(nai)(nai)磨(mo)(mo)層在防護層上(shang)面,保(bao)護搗打(da)池(chi)底,直接(jie)與(yu)玻璃液接(jie)觸,常用(yong)(yong)具有(you)良好(hao)耐(nai)(nai)侵蝕、耐(nai)(nai)磨(mo)(mo)性能(neng)的(de)(de)電熔AZS磚。
3. 加料(liao)池磚
加料池(chi)磚(zhuan)受到料粉和玻璃(li)液(ye)的(de)(de)侵蝕(shi)、料層(ceng)的(de)(de)磨損、液(ye)流的(de)(de)沖刷還(huan)有火焰的(de)(de)影響,所以損壞較為嚴重。需要(yao)高溫耐磨耐侵蝕(shi)材(cai)質,常用(yong)(yong)無(wu)縮孔的(de)(de)含ZrO241%的(de)(de)電熔(rong)鋯剛玉磚(zhuan),并且增(zeng)加磚(zhuan)厚、加強風冷。除轉(zhuan)角(jiao)磚(zhuan)外(wai),其他部位可用(yong)(yong)普通澆(jiao)(jiao)注的(de)(de)GD-33磚(zhuan)。下層(ceng)加料池(chi)磚(zhuan)也可以考(kao)慮用(yong)(yong)澆(jiao)(jiao)注高嶺土大磚(zhuan)。
4.流液洞磚
池窯中流(liu)液洞(dong)流(liu)速(su)最大,而且(qie)對(dui)流(liu)明顯,故磨損嚴重,還加速(su)了蝕損。流(liu)液洞(dong)用無縮孔的GD-41磚(zhuan)。
5.冷卻(que)池和成型(xing)池用(yong)磚
冷卻、成(cheng)型池內已(yi)經是熔(rong)(rong)化、澄清(qing)好的玻(bo)璃(li)(li)液,已(yi)經進入熔(rong)(rong)制(zhi)過程(cheng)的后(hou)期。此時,絕對(dui)不能給玻(bo)璃(li)(li)也造成(cheng)任(ren)何缺(que)陷(xian)。冷卻池需要用(yong)氧化法生(sheng)產的AZS磚,其玻(bo)璃(li)(li)相(xiang)析出(chu)溫度高(gao),并且(qie)不會給玻(bo)璃(li)(li)帶來氣(qi)泡,成(cheng)型池用(yong)電熔(rong)(rong)α-βAl2O3磚。
6. 窯頂和胸墻用磚
這部分磚體的損壞特征是蝕損和(he)(he)燒損。要求使用在高溫(wen)下對堿蒸汽是極穩定的,并且(qie)有高何種軟化(hua)溫(wen)度和(he)(he)抗蠕變性能的材質。可(ke)以用硅磚、優質硅磚以及(ji)電熔(rong)AZS-33磚。
7. 前(qian)臉墻和花格子墻用磚(zhuan)
這是(shi)熔(rong)化部空間(jian)前(qian)后兩道墻(qiang)。它們同樣具有(you)(you)蝕損和燒(shao)損兩個特征。此外(wai),前(qian)臉(lian)墻(qiang)受到配合(he)料的(de)磨(mo)損和蝕損及溢(yi)出火焰的(de)沖刷,它是(shi)池窯的(de)薄弱部位之(zhi)一(yi)。目前(qian)使用電熔(rong)AZS-33磚,也有(you)(you)將(jiang)優質(zhi)硅(gui)磚和燒(shao)結AZS磚復合(he)使用的(de)。前(qian)臉(lian)墻(qiang)除采(cai)用優質(zhi)硅(gui)磚外(wai)還需要配合(he)風冷(leng)。
8. 小(xiao)爐用磚(zhuan)
可分(fen)為噴火(huo)(huo)口、小爐頸、噴嘴(zui)(zui)磚等(deng)部分(fen)來考(kao)慮(lv)。小爐用磚要(yao)求能(neng)耐(nai)高溫、耐(nai)侵(qin)蝕(shi)、耐(nai)沖(chong)刷,還要(yao)有一定的抗熱(re)振性。如果(guo)燒(shao)發(fa)生爐煤氣(qi)時(shi)可采用硅(gui)磚,甚(shen)至是高嶺土大磚,如果(guo)燒(shao)高熱(re)值(zhi)燃料(liao)時(shi)(熱(re)不荷大),噴火(huo)(huo)口碹磚、噴火(huo)(huo)口側墻磚、底板(ban)磚、噴嘴(zui)(zui)用電熔GD-33磚,底板(ban)也可以用燒(shao)結致密的剛玉磚。
9. 特殊部位耐火材料
池窯(yao)(yao)砌體上(shang)有(you)些(xie)部位(wei),如鼓泡(pao)孔(kong)(kong)、窯(yao)(yao)坎、電(dian)(dian)極孔(kong)(kong)、檢查孔(kong)(kong)、測量(liang)孔(kong)(kong)等(deng)。它們有(you)專門的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)用途,也有(you)獨(du)自的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)損(sun)毀(hui)特征。鼓泡(pao)孔(kong)(kong)磚(zhuan)(zhuan)(zhuan)會受(shou)到快速(su)循(xun)環(huan)液(ye)(ye)流的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強烈磨損(sun)蝕(shi)損(sun)。鼓泡(pao)孔(kong)(kong)磚(zhuan)(zhuan)(zhuan)內外表面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)較大溫差(cha)(cha)(cha)會產(chan)生(sheng)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)械(xie)應力,易導(dao)致(zhi)裂損(sun)。窯(yao)(yao)坎磚(zhuan)(zhuan)(zhuan)亦會遭到劇烈高溫液(ye)(ye)流的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)損(sun)毀(hui)。這兩(liang)種(zhong)磚(zhuan)(zhuan)(zhuan)均可(ke)(ke)采用氧化(hua)(hua)法(fa)(fa)生(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)無(wu)縮(suo)(suo)孔(kong)(kong)含(han)ZrO241%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)熔鋯剛玉(yu)磚(zhuan)(zhuan)(zhuan)。電(dian)(dian)極孔(kong)(kong)磚(zhuan)(zhuan)(zhuan)因(yin)受(shou)到電(dian)(dian)極周(zhou)圍循(xun)環(huan)液(ye)(ye)流的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強烈侵(qin)(qin)蝕(shi),還由于電(dian)(dian)極冷卻引起磚(zhuan)(zhuan)(zhuan)內大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫差(cha)(cha)(cha),產(chan)生(sheng)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)械(xie)應力,導(dao)致(zhi)磚(zhuan)(zhuan)(zhuan)孔(kong)(kong)周(zhou)圍出(chu)現輻射狀裂紋。故要求磚(zhuan)(zhuan)(zhuan)材(cai)耐侵(qin)(qin)蝕(shi)、耐磨性,還要有(you)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)熱振(zhen)性和(he)(he)較高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)阻。選擇材(cai)質時除(chu)考(kao)慮(lv)其電(dian)(dian)性能外,還要考(kao)慮(lv)玻璃(li)(li)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)導(dao)電(dian)(dian)性和(he)(he)電(dian)(dian)極布置方(fang)式(shi)。一(yi)般采用氧化(hua)(hua)法(fa)(fa)生(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)無(wu)縮(suo)(suo)孔(kong)(kong)含(han)ZrO241%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)熔鋯剛玉(yu)磚(zhuan)(zhuan)(zhuan),該材(cai)質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)熱振(zhen)性較差(cha)(cha)(cha),可(ke)(ke)考(kao)慮(lv)改用熔融石英磚(zhuan)(zhuan)(zhuan)或(huo)燒結(jie)法(fa)(fa)生(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)致(zhi)密鋯質磚(zhuan)(zhuan)(zhuan)。測量(liang)孔(kong)(kong)、檢查孔(kong)(kong)受(shou)到窯(yao)(yao)內溢出(chu)火(huo)焰長(chang)期(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)沖刷,易被燒損(sun)和(he)(he)開裂,常用定制含(han)ZrO241%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)熔鋯剛玉(yu)磚(zhuan)(zhuan)(zhuan)。玻璃(li)(li)池窯(yao)(yao)不與(yu)玻璃(li)(li)液(ye)(ye)接觸(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)部位(wei),如上(shang)部結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)窯(yao)(yao)頂、窯(yao)(yao)墻(qiang)和(he)(he)噴火(huo)口、裝料系統(tong)等(deng),損(sun)毀(hui)是高溫作用、粉塵沖刷和(he)(he)各種(zhong)揮發(fa)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學侵(qin)(qin)蝕(shi)。揮發(fa)物(wu)來(lai)源于玻璃(li)(li)液(ye)(ye)、配合料和(he)(he)燃燒產(chan)物(wu)。主(zhu)要成分是堿金屬氧化(hua)(hua)物(wu)、硼(peng)化(hua)(hua)物(wu)還有(you)氟化(hua)(hua)物(wu)、氯化(hua)(hua)物(wu)和(he)(he)硫(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)合物(wu)等(deng)。這些(xie)揮發(fa)物(wu)在(zai)高溫下以堿蒸汽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)狀態存在(zai),溫度低時又冷凝成液(ye)(ye)相。池窯(yao)(yao)上(shang)部、換熱裝置用耐火(huo)材(cai)料見下表。
表1 池窯非玻璃液接觸部位用耐火材料
還需指出,玻璃熔窯(yao)(yao)(yao)由鋯剛玉磚(zhuan)、硅(gui)磚(zhuan)、高(gao)鋁磚(zhuan)、粘土磚(zhuan)及堿性(xing)(xing)磚(zhuan)等材料砌筑(zhu)的(de),在烘(hong)窯(yao)(yao)(yao)時(shi)窯(yao)(yao)(yao)綜合考慮(lv)各種磚(zhuan)的(de)特性(xing)(xing)、使用溫度、窯(yao)(yao)(yao)的(de)大小、工作特點等因(yin)素,合理制定(ding)烘(hong)窯(yao)(yao)(yao)曲線。
玻(bo)璃池(chi)窯(yao)不與玻(bo)璃液(ye)(ye)接(jie)觸的部(bu)位(wei),如上(shang)部(bu)結構的窯(yao)頂、窯(yao)墻和噴火口、裝料(liao)系統等(deng),損毀是高(gao)溫作(zuo)用、粉塵沖刷和各種揮發物(wu)的化(hua)學侵(qin)蝕。揮發物(wu)的來(lai)源于玻(bo)璃液(ye)(ye)、配合料(liao)和燃燒(shao)產物(wu),主(zhu)要成分(fen)是堿金屬氧化(hua)物(wu)、硼化(hua)物(wu)、還(huan)有氟化(hua)物(wu)氯(lv)化(hua)物(wu)和硫化(hua)物(wu)等(deng)。這些揮發物(wu)在高(gao)溫下(xia)以堿蒸汽(qi)的狀態存在,溫度低(di)時有冷凝(ning)成液(ye)(ye)相(xiang)。