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玻璃窑用耐火材料
2013-07-17    来源:    作者:电熔耐火材料厂
 

现代玻璃生产技术与传统工艺相比有了质的飞跃,向着效率更高、能耗更低、产品质量更好的方向不断发展。窑炉作为玻璃生产的核心装备,其技术水平也在不断进步,广泛采用了提高燃烧强度、强化传热效果、减少散热损失、降低对产品及环境的污染等新技术。窑炉的技术进步要求有多品种的优质耐火材料作为保障条件, 要求耐火材料能承受更高的温度、 更急剧的温度变化、更强烈的化学侵蚀、更严酷的应力破坏,只有配套应用多品种优质耐火材料,窑炉新技术的高效、节能、低污染等优越性才能得以实现。优质耐火材料对现代高温技术而言不仅是消耗性材料,而且更是实现高温新技术所必需的功能型材料。

近十几年来,我国玻璃工业用耐火材料有了长足的进步,综合体现在大型浮法玻璃熔窑窑龄,由34年提高到58年,并且全部材料实现了国产化,大大缩小了与国外先进水平的差距,为玻璃工业用耐火材料今后的发展,奠定了比较坚实的基础。但是与玻璃工业进一步发展的需要和国外先进水平相比,仍然存在不少问题亟待解决。
1.玻璃熔窑概述

玻璃熔窑是制作玻璃对热工设备,通常用耐火材料构成。利用燃料的化学能,电能或其它能源产生热量,造成可控的高温环境(分布和气氛),使玻璃配合料在其中经过传热、传质和动量传递的过程,完成物理和化学变化,经熔化、澄清、均化和冷却等阶段,位生产提供一定数量和质量的玻璃液。

1.1玻璃的熔制过程

按照玻璃配方混合好配合料,经过高温加热形成玻璃液的过程,称为玻璃的熔制。熔制的目的是要活的均匀、纯净、透明并适合于成型的玻璃液。玻璃的熔制是一个非常复杂的过程,它包括一系列物理的、化学的、物理化学的现象和反应。这些现象和反应的结果,使各种原料的机械混合物变成了复杂的熔融物即玻璃液。各种配合料在加热形成玻璃过程中的物理的、化学的和物理化学的现象,是基本相同的,它们在加热时所发生的变化大致如下

1物理过程:包括配合料的加热,吸附水分的蒸发、排除,某些单独组份的熔融,某些组份的多晶转变,个别组份的挥发等;

2化学过程:包括固相反应,各种盐类的分解,水化物的分解、化学结合水的排除,组份间的相互反应及硅酸盐的生成;

3物理化学过程:包括低共熔物的生成,组份或生成物间的相互溶解,玻璃和炉气介质之间的相互作用,玻璃液和耐火材料的相互作用及玻璃液和其中夹杂气体的相互作用等。

熔制过程分为五个阶段

1)硅酸盐形成阶段

2)玻璃形成阶段

3)玻璃液澄清阶段

4)玻璃液均化阶段

5)玻璃液冷却阶段

必须指出,以上五个阶段的作用和变化机理各有特点,互不相同,但又彼此密切联系。在实际熔制过程中各个阶段没有明显的界限,也不一定按顺序进行,有些阶段可能是同时或部分同时进行的。

1.2玻璃窑的分类

1  玻璃窑的分类

分类依据

名称

特点

熔制容器  构造

池窑

坩埚窑

使用热源

火焰窑

以燃烧燃料为能源

电热窑

以电能作为热能来源

火焰电热窑

燃料为主电能为辅

熔制过程的连续性

间歇式窑

玻璃熔制的各个阶段在窑内同一部位是依次进行的,温度制度是变动的

连续式窑

各个阶段是同时进行的,温度制度是恒定

烟气余热回收设备

蓄热式窑

按蓄热方式回收烟气余热

换热式窑

按换热方式回收烟气余热

窑内火焰流动方向

横焰窑

窑内火焰做横向流动与玻璃液流动方向垂直

马蹄焰窑

窑内火焰做马蹄形流动

纵焰窑

窑内火焰做纵向流动

制造的产品

平板玻璃窑

制造平板,压延,夹丝等玻璃 熔化部和冷却部的玻璃液做浅层分隔

日用玻璃窑

制造瓶罐,器皿,化学仪器以其他工业玻璃

窑的规模

按窑的产量

日产玻璃液 150-400t

日产玻璃液 50-100t

日产玻璃液 50t以下

按熔化面积

40平方米以上

20-40平方米

20平方米以下

按引机台数

8台以上

4-6

3台以下

成型方法

浮法玻璃窑

熔化部和冷却部做浅层分隔

平拉玻璃窑

1.3池窑的结构

1.3.1熔制部分

1)熔化部       火焰空间   窑池

2)投料口

3)冷却部

4)分隔装置     气体空间的分隔装置   玻璃液分隔装置

5)成型部

按中国目前的能源状况,大多采用火焰窑。火焰窑从结构上可分为玻璃熔制、热源供给、余热回收、排烟供气四大部分。

1.3.2熔窑各部位耐火材料及使用注意事项

在玻璃工业中耐火材料的质量对于提高玻璃产品的质量、节约燃料、延长窑寿命、降低玻璃生产成本具有重大的意义。耐火材料是玻璃窑炉的物质基础,它对窑炉的整体效益影响极大,必须合理选材。池窑各部位的工作状态不同,要求耐火材料的性能也不同。对于玻璃熔窑用耐火材料的基本要求大致如下:必须有足够的使用性能,如高温性能、化学稳定性、冷热急变稳定性、体积稳定性和机械强度;要有较高的耐火度;对玻璃液没有污染或者污染极小;尽可能延长使用寿命;砌在一起的不同材质的耐火材料之间在高温下没有接触反应;式样和尺寸精确,尽可能少的用量和散热损失;易损部位用优质材料,其它部位使用一般材料。

玻璃窑窑衬的损毁主要以化学侵蚀为主,并有热应力的作用。化学侵蚀的程度、速度与使用部位、窑体温度、熔化玻璃的品种密切相关,当然衬体本身的品质也是至关重要的。玻璃窑中所使用的耐火材料的性质,对于玻璃窑的操作和玻璃的质量都有十分显著的影响。使用质量低劣的耐火材料不但会造成经常的停炉待修、限制熔制温度、降低窑的产量,而且还会缩短池窑的寿命,同时会使玻璃带有各种缺陷(条纹、结石),降低了玻璃的质量。

1)池壁砖   

熔化钠钠钙硅料、含硼的池窑理想的池壁砖材质是电熔锆刚玉砖。熔化无碱或低碱玻璃纤维时由于酸性侵蚀中,池壁砖材质选用AZS砖或致密锆英石砖。

2)池底砖   

池底砖要求能耐磨而且具有整体性。限制多采用多层式复合池底结构。多层结构一般是在主体层——粘土大砖的下面保温层。粘土大砖的上面设防护层和耐磨层,防护层用锆石英砂捣打料或者电熔刚玉捣打料。耐磨层在防护层上面,保护捣打池底,直接与玻璃液接触,常用具有良好耐侵蚀、耐磨性能的电熔AZS

3)加料池砖   

加料池砖受到料粉和玻璃液的侵蚀、料层的磨损、液流的冲刷还有火焰的影响吗,所以损坏较为严重。需要高温耐磨耐侵蚀材质,常用无缩孔的含ZrO241%的电熔锆刚玉砖,并且增加砖厚、加强风冷。除转角砖外,其他部位可用普通浇注的AZS-33砖。下层加料池砖也可以考虑用浇注高岭土大砖。

4)流液洞砖   

池窑中流液洞流速最大,而且对流明显,故磨损严重,还加速了蚀损。流液洞用无缩孔的AZS-41砖。

5)冷却池和成型池用砖 

 冷却、成型池内已经是熔化、澄清好的玻璃液,已经进入熔制过程的后期。此时,绝对不能给玻璃也造成任何缺陷。冷却池需要用氧化法生产的AZS砖,其玻璃相析出温度高,并且不会给玻璃带来气泡,成型池用电熔α-βAl2O3砖。

6)窑顶和胸墙用砖

这部分砖体的损坏特征是蚀损和烧损。要求使用在高温下对碱蒸汽是极稳定的,并且有高何种软化温度和抗蠕变性能的材质。可以用硅砖、优质硅砖以及电熔AZS-33砖。

7)前脸墙和花格子墙用砖

这是熔化部空间前后两道墙。它们同样具有蚀损和烧损两个特征。此外,前脸墙受到配合料的磨损和蚀损及溢出火焰的冲刷,它是池窑的薄弱部位之一。目前使用电熔AZS-33砖,也有将优质硅砖和烧结AZS砖复合使用的。前脸墙除采用优质硅砖外还需要配合风冷。

8)小炉用砖  

可分为喷火口、小炉颈、喷嘴砖等部分来考虑。小炉用砖要求能耐高温、耐侵蚀、耐冲刷,还要有一定的抗热振性。如果烧发生炉煤气时可采用硅砖,甚至是高岭土大砖,如果烧高热值燃料时(热不荷大),喷火口碹砖、喷火口侧墙砖、底板砖、喷嘴用电熔AZS-33砖,底板也可以用烧结致密的刚玉砖。

9)特殊部位耐火材料

池窑砌体上有些部位,如鼓泡孔、窑坎、电极孔、检查孔、测量孔等。它们有专门的用途,也有独自的损毁特征。鼓泡孔砖会受到快速循环液流的强烈磨损蚀损。鼓泡孔砖内外表面的较大温差会产生大的机械应力,易导致裂损。窑坎砖亦会遭到剧烈高温液流的损毁。这两种砖均可采用氧化法生产的无缩孔含ZrO241%电熔锆刚玉砖。电极孔砖因受到电极周围循环液流的强烈侵蚀,还由于电极冷却引起砖内大的温差,产生大的机械应力,导致砖孔周围出现辐射状裂纹。故要求砖材耐侵蚀、耐磨性,还要有一定的抗热振性和较高的电阻。选择材质时除考虑其电性能外,还要考虑玻璃液的导电性和电极布置方式。一般采用氧化法生产的无缩孔含ZrO241%的电熔锆刚玉砖,该材质的抗热振性较差,可考虑改用熔融石英砖或烧结法生产的致密锆质砖。测量孔、检查孔受到窑内溢出火焰长期的冲刷,易被烧损和开裂,常用定制含ZrO241%的电熔锆刚玉砖。

玻璃池窑不与玻璃液接触的部位,如上部结构的窑顶、窑墙和喷火口、装料系统等,损毁是高温作用、粉尘冲刷和各种挥发物的化学侵蚀。挥发物来源于玻璃液、配合料和燃烧产物。主要成分是碱金属氧化物、硼化物还有氟化物、氯化物和硫的化合物等。这些挥发物在高温下以碱蒸汽的状态存在,温度低时又冷凝成液相。池窑上部、换热装置用耐火材料见下表。

1 池窑非玻璃液接触部位用耐火材料

部位

砖种

备注

池窑上部

硅砖

窑顶用硅砖;碱蒸汽,二氧化硅粉尘少时用硅砖。

锆刚玉砖

碱蒸汽,二氧化硅粉尘较多时用锆刚玉砖,

β-刚玉砖

β-刚玉砖在二氧化硫较少时使用

α-β刚玉砖

锆英石砖

换热装置

高铝砖

   蓄热室拱顶主要用硅砖砌筑,但在蓄热室格子房上部一般用碱性砖以抵抗碱气的侵蚀

碱性砖

还需指出,玻璃熔窑由锆刚玉砖、硅砖、高铝砖、粘土砖及碱性砖等材料砌筑的,在烘窑时窑综合考虑各种砖的特性、使用温度、窑的大小、工作特点等因素,合理制定烘窑曲线。

玻璃池窑不与玻璃液接触的部位,如上部结构的窑顶、窑墙和喷火口、装料系统等,损毁是高温作用、粉尘冲刷和各种挥发物的化学侵蚀。挥发物的来源于玻璃也、配合料和燃烧产物,主要成分是碱金属氧化物、硼化物、还有氟化物、氯化物和硫化物等。这些挥发物在高温下以碱蒸汽的状态存在,温度低时有冷凝成液相。

还需指出,玻璃熔窑系由锆刚玉砖、硅砖、高铝砖、粘土砖及碱性砖等材料砌筑的,在烘窑时窑综合考虑各种砖的特点、使用温度、窑的大小、工作特点等因素,合理制定烘窑曲线。

2.玻璃熔窑用主要用耐火材料

玻璃熔窑是耐火材料构成的熔制玻璃的热工设备。选择玻璃窑用耐火材料,应该考虑窑型、使用部位以及损毁机理、熔制玻璃的品种和颜料的种类等。玻璃窑用耐火材料首先应该能很好的抵抗玻璃熔体和气体作用物的侵蚀,并应具有足够高的荷重软化温度和热稳定性。

通常希望窑炉各个部位的耐火材料不出现局部早蚀损现象,以确保整个窑炉具有足够长的使用寿命。但由于玻璃窑各部位的机械、物理和化学条件不同,这就要求所用耐火材料的性能要与其相适应,同时要求对相邻的其他种类砖材不产生不利的影响。另外要考虑砖材的价格,应尽量考虑采用价格低廉又可由仓库迅速供货的常用标准尺寸的定型砖。

玻璃熔窑窑衬的损毁主要以化学侵蚀为主,并有热应力的作用。化学侵蚀的程度、速度与使用部位、熔窑温度、熔化玻璃品种密切相关,当然衬体本身的品质也是至关重要的。玻璃窑中所使用的耐火材料的性质,对于玻璃熔窑的操作和玻璃的质量均有十分显著的影响。使用主梁低劣的耐火材料不但会造成经常停炉维修、限制熔制温度、降低熔窑产量,而且还会缩短池窑寿命,同时会使玻璃带有各种缺陷(条纹、结石等),降低了玻璃的质量。以下介绍玻璃窑常用的耐火材料的性质以及用途。

1.粘土砖

粘土制品属于酸性的耐火制品,随着SiO2含量的增加其酸性增加。它对酸性具有一定的侵蚀抵抗能力,而对碱性侵蚀抵抗能力较差。黏土砖有不同的品种,诸如低气孔黏土砖,超低气孔黏土砖,底蠕变,低气孔,低铁黏土砖等等。因此粘土制品宜用于做酸性窑炉的耐火材料。玻璃窑用大型粘土砖是用砌筑玻璃窑用的单重不小于50kg的粘土质耐火材砖

粘土砖使用条件,由于不同成型方法和粘土砖的骨料和结合剂不同。根据这些特点,在池炉的不同部位,由于侵蚀条件不同,可以选用不同粘土砖。蓄热室下部炉条碹及下部格子砖,受到配合料粉尘和挥发物的侵蚀比较小,温度也较低,而荷重大,这种砖就要求机械强度高。因此,砖中结合物可以含有适量的SiO2Fe2O3R2O,但是用于高温部位的粘土砖,主要要求耐火度高,其结合物中含杂质少。

2 玻璃窑用大型粘土质乃货砖技术指标

项目

指标

BN-40a

BN-40b

Al2O3/%  不小于

40

40

Fe2O3/%  不大于

1.5

1.8

荷重软化开始温度/    0.2Mpa   不低于

1450

1400

重烧线变化/% 1400 2h

0 –0.4

0 –0.4

显气孔率/%  不大于

18

18

常温耐压强度/Mpa 不小于

49

3403

 

2.硅砖

硅制耐火材料 玻璃窑炉除了使用电熔锆刚玉砖外,硅砖也是其使用的主要耐火材料。

硅制耐火材料属酸性材料,它具有较强的抵抗酸性渣或溶液侵蚀的能力,具有良好的高温性能:如耐火度为1690-1730,荷重软化开始温度为1640-1680。体积膨胀率较大,当温度为1450时约产生的总体积膨胀,有利于保证砌体的结构强度和气密性。故硅砖是玻璃窑的主要材质,广泛应用在大弦,胸墙,蓄热室弦顶等部位。

5 玻璃窑用硅砖理化指标

项目

指标

BG-96

BG-95

BG-94

SiO2/%   不小于

95.5

95

94

Fe2O3%  不大于

1

1.2

1.5

耐火度/ 不低于

1710

显气孔率/%

单重不大于15kg的砖   不大于

20

21

22

单重不大于15.7-40kg的砖 不大于

21

22

22

常温耐压强度/Mpa            不小于

29.4

24.5

真密度/g·cm-3   不大于

2.37

2.38

2.38

玻璃熔窑用硅砖应具有下列特性。

1)高温体积稳定,不会因温度波动为引起炉体变化。由于硅砖的荷重软化温度高、蠕变率小、玻璃窑在1600下可以保持炉体不变形,结构稳定。

2)对玻璃液无污染。硅砖主要成分是SiO2。在使用时如有掉块或表面熔滴,不影响玻璃液的质量

3)耐化学侵蚀。上部结构的硅砖受玻璃配料中含R2O的气体侵蚀,表面生成一层光滑的变质层吗,是侵蚀速度变低,起到保护作用。

4)体积密度小。可减轻炉体的质量

硅砖受侵蚀情况   硅砖抗酸性氧化物侵蚀很好,但是对于碱性氧化物侵蚀抵抗较差。一般玻璃池炉中侵蚀剂主要是R2O,在池炉砖缝或低温处,R2O液相可以给硅砖造成严重的损坏。损坏首先从抗侵蚀性差的结合物部分开始,而后造成骨料脱落。所以玻璃池炉使用的硅砖应该从以下几个方面提高质量。

1)提高原料纯度。SiO2>97%Al2O3<0.5%R2O<0.3%

2)物理、化学性质均匀。即结合物和骨料成分窑接近一致,以提高结合物抗侵蚀性。

3)气孔率窑底,提高致密度。

4)未转化石英含量低。多次烧成可使残留石英大为降低。

5)尺寸准确,防止由于尺寸不准和断棱、缺角造成的砖缝扩大,减少R2O液相侵蚀。

硅砖在烤窑时注意事项: 硅砖在200-300573时,由于晶型转变,体积骤然膨胀,因此烘烤是在600以下升温不要太快,在冷却至600以下时应避免剧烈的温度变化,尽可能不与碱性物质接触。

3. 电熔锆刚玉砖

 AZS系列氧化法电熔锆刚玉产品是采用优质提纯原料,使用特制的电弧炉,经过长弧熔和氧化处理的熔铸工艺制成。这种电熔铸造工艺几乎没有来自电极的碳污染。
      
由于采用这种熔铸工艺和使用高纯原料,AZS系列氧化法电熔锆刚玉产品具有特殊的,高的抗玻璃液侵蚀性能,并且,对玻璃的污染也是极小的。
      AZS-33
制品在防止污染玻璃液方面是特别的优越,它在玻璃中造成结石,气泡及基本玻璃相析出的趋向是很小的。它适用于熔化池的上部结构,工作池的池壁砖和铺面砖,料道等。
      AZS-36
是标准的氧化法电熔锆刚玉砖,它具有特别的高抵抗玻璃液侵蚀性能和低污性的特点,且在这二方面的性能是均衡的。它适用于玻璃熔窑中与玻璃液直接接角的部位,如熔化池池壁砖,铺面砖,加料口等。
      AZS-41
是最高档的氧化法电熔锆刚玉砖,它具有最高的抗玻璃液侵蚀性能和杰出的对玻璃液的低污染性。它适用于玻璃窑炉中对耐侵蚀性能要求特别高的部位,如全电熔窑、流液洞、窑坎、鼓泡转、加料口拐角的砖等。

电熔锆刚玉砖的性质、性能指标斜锆石相能耐玻璃液的侵蚀,玻璃相可缓冲体积变化产生的应力,能使制品保持不透气的结构,但其数量偏多,渗出温度越低,则砖的质量就越差。玻璃相的渗出会破坏砖的结构,影响寿命。渗出的同时会放出气泡,并有可能产生不溶于玻璃的结石,严重影响玻璃的质量。通常用发泡指数表示渗出温度。

电熔锆刚玉使用注意事项  

.还原气氛下制造的锆刚玉砖抗侵蚀性差。电熔锆刚玉砖玻璃相与玻璃液接触会生成高粘度层,这是锆刚玉砖抗侵蚀性能好的关键。这要求玻璃相软化温度要高,所以砖中除了Al2O3ZrO2SiO2Na2O外,其他成分要少。这样砖在高温下使用时,玻璃相的粘度大为降低,高粘度的保护层不能形成。玻璃相粘度低,就极易相高温玻璃液扩散,因此砖中的晶相失去了结合剂会落入玻璃液中,这就使玻璃液中产生条纹和结石。而氧化法生产的电熔锆刚玉砖不用石墨衬砖,点击虽然用石墨,但采用长弧法熔化,这种方法生产的砖含碳量低,因此抗侵蚀性能大为提高。

.热膨胀的不规则变化。电熔锆刚玉砖的特点是组织稳定而致密,耐玻璃液侵蚀性能很强。在900-1200间有反常膨胀现象,这由于ZrO2单斜晶造成的。

.电绝缘性。在使用全电熔方法时,要求电极砖在高温下有良好的电绝缘性。电熔锆刚玉砖电绝缘性较好,并随温度的升高而下降。在生产钠钙玻璃池炉中电极砖可使用电熔锆刚玉砖。但生产高硼硅玻璃时,窑用电熔AZS-41砖或锆石英砖。否则不但电力消耗无法控制,而且会将砖熔化,损坏电极,污染玻璃液。

.热传导性。电熔锆刚玉砖热传导性大于粘土砖2倍。因此做池壁砖时,在液面附近需要的冷却风量,应比粘土砖作池壁砖时大一倍。以达到充分冷却的效果,使电熔锆刚玉砖的优点充分发挥。

4.电熔刚玉砖

刚玉砖的主晶相为刚玉,它具有优良的性质,如熔点高,硬度大,是中性矿物,因而制品硬度大,抗冲刷,耐磨,同时抗侵蚀。熔铸α-Al2O3砖,主要是由α型刚玉组成的严密结实的细晶结构实体。主要用于玻璃窑。适用于熔制硼硅玻璃、乳白玻璃。但是它的高温抗侵蚀性较差,它在1600高温时,耐玻璃液侵蚀性会迅速降低,所以某些硼硅质玻璃窑,倾向于使用熔融石英砖。熔铸α-Al2O3 制品容重3.15-3.30g/cm3, ,含有少量的玻璃相(约2%),充填结晶间空隙,纯度很高。由于它不污染玻璃液,且在1350以下具有良好的耐玻璃液侵蚀性能和优良的高温耐磨性能,所以它是玻璃熔窑的澄清部、冷却部、工作池等部位,较理想的耐火材料。

β-Al2O3 粗大光亮的晶体构成的白色制品,含Al2O3 92%-95%,只有1%以下的玻璃相,且因晶格疏松而导致制品结构强度低。β-Al2O3中含有的Na2OSiO2反应,产生较大的体积收缩,有使砖产生裂纹、造成损坏的危险。所以它只适用于原理含SiO2飞尘的上部结构,例如,工作池的上部结构,燃烧口附近胸墙,小炉嘴及吊墙等。因为这种砖和和挥发性碱金属氧化物不发生作用,故不必担心从砖表面上滴下熔融物污染玻璃。

5.镁质耐火材料

1玻璃窑蓄热室用镁质材料

一般蓄热室格子体的最上层用高档镁砖(w(Mg O) > 97 % ); 上层使用中档镁砖(w (MgO)约为95 % ~ 96 % ); 中层使用直接结合镁铬砖; 下层使用低气孔黏土砖。格子体的重要性能是抗侵蚀性和抗蠕变性。提高抗蠕变性需使用高纯、低铁、低气孔和大晶粒的原料, 并采用高温进行充分烧结。

2使用替代燃料时蓄热室的配置

使用石油焦后,玻璃窑蓄热室的耐火材料易于受到侵蚀,其中, 95镁砖受损最为严重。大量 SiO2CaO侵入了砖体,破坏了原有的MgO- M2S结合,形成了连续的CMS-M2S低熔结合相。另一方面,石油焦着火难, 燃烧慢。使用石油焦后, 未燃净的组分进入蓄热室,在蓄热室继续燃烧, 提高了蓄热室的温度。这样, 在高温和侵蚀的作用下, 格子体发生软化并随后发生垮塌。基于损毁原因,玻璃企业扩大了蓄热室中97镁砖和直接结合镁铬砖的用量,替换了性能较差的95镁砖,蓄热室寿命由1年延长到3,使用石油焦的试验取得了初步成功。为满足使用替代燃料的需求, 还需要开发抗侵蚀性好,又适应氧化还原气氛变化的高纯镁铝尖晶石材料。高纯镁铝尖晶石砖的抗蠕变性和抗碱蒸气侵蚀性很好,也可用于全氧燃烧玻璃熔窑。

6其他耐火材料

锆英石在1680受热大量分解,锆英石制品也太玻璃具有良好的抗侵蚀性,锆英石砖具有耐高温、抗热振性好和耐玻璃液侵蚀性等优良性能。铝锆硅系(AZS)熔铸砖和烧成砖具有较好的耐玻璃液侵蚀性,可用于玻璃熔化池窑的池壁和上部结构。

7隔热耐火材料

      为了节能,玻璃窑带有保温结构的日益增多。这些隔热材料如黏土质隔热耐火砖,硅质各如耐火砖,硅藻土砖以及保温捣打料等。

7 黏土质隔热耐火砖的技术要求

项目

理化指标

DMC-12

DMC-9-B

DMC-9-A

DMC-6

DMC-4

化学成分/%

60

MgO不小于

12

70

70

75

80

Cr2O3 不小于

3.2

9

9

6

4

SiO2不大于

3.0

2.8

2.8

2.5

显气孔率/% 不大于

19

19

19

18

18

体积密度        不小于

3000

2980

2980

2950

2930

常温耐压强度    不小于

35

40

40

40

40

0.2Mpa荷重软化开始温度

1580

1580

1600

1600

1600

抗热震性/

4

4

4

4

4

1100 水冷      不低于

3.浮法玻璃

3.1浮法玻璃简介

浮法生产的成型过程是在通入保护气体的锡槽中完成的。浮法玻璃应用广泛,分为着色玻璃、浮法银镜、浮法白玻/汽车挡风级、浮法白玻/各类深加工级、浮法白玻/扫描仪级、浮法白玻/镀膜级、浮法白玻/制镜级。其中超白浮法玻璃具有广泛的用途及广阔的市场前景,主要应用在高档建筑、高档玻璃加工和太阳能光电幕墙领域以及高档玻璃家具、装饰用玻璃、仿水晶制品、灯具玻璃、精密电子行业、特种建筑等。

浮法玻璃(float glass)是我国上世纪70年代末,由洛阳玻璃厂率先引进英国皇家浮法玻璃生产线。 它是在锡槽里,玻璃浮在锡液的表面上出来的。因此,这种玻璃首先是平度好,没有水波纹。 其次是浮法玻璃选用的矿石石英砂,原料好。生产出来的玻璃纯净、透明度好。明亮、无色。没有玻璃疔,气泡之类。 第三是结构紧密、重,手感平滑,同样厚度每平方米比平板比重大,好切割,不易破损。

3.2 生产工艺

  浮法玻璃生产的成型过程是在通入保护气体(N2H2)的锡槽中完成的 。熔融玻璃从池窑中连续流入并漂浮在相对密度大的锡液表面上,在重力和表面张力的作用下 ,玻璃液在锡液面上铺开、摊平、形成上下表面平整、硬化、冷却后被引上过渡辊台。辊台的辊子转动 ,把玻璃带拉出锡槽进入退火窑,经退火、切裁,就得到平板玻璃产品。浮法与其他成型方法比较,其优点是 适合于高效率制造优质平板玻璃 ,如没有波筋、 厚度均匀、上下表面平整、互相平行 ;生产线的规模不受成形方法的限制,单位产品的能耗低;成品利用率高;易于科学化管理和实现全线机械化、自动化,劳动生产率高;连续作业周期可长达几年,有利于稳定地生产;可为在线生产一些新品种提供适合条件,如电浮法反射玻璃 、退火时喷涂膜玻璃、冷端表面处理等

3.3普通平板玻璃与浮法玻璃有什么不同

  A:普通平板玻璃与浮法玻璃都是平板玻璃,只是生产工艺、品质上不同。

  普通平板玻璃是用石英砂岩粉、硅砂、钾化石、纯碱、芒硝等原料,按一定比例配制,经熔窑高温熔融,通过垂直引上法或平拉法、压延法生产出来的透明无色的平板玻璃。普通平板玻璃按外观质量分为特选品、一等品、二等品三类。按厚度分为23456mm五种。

  B:浮法玻璃是用海沙、石英砂岩粉、纯碱、白云石等原料,按一定比例配制,经熔窑高温熔融,玻璃液从池窑连续流至并浮在金属液面上,摊成厚度均匀平整、经火抛光的玻璃带,冷却硬化后脱离金属液,再经退火切割而成的透明无色平板玻璃。玻璃表面特别平整光滑、厚度非常均匀,光学畸变很小的特点。浮法玻璃按外观质量分为优等品、一级品、合格品三类。按厚度分为345681012mm七种。

  C:普通平板玻璃外观质量等级是根据波筋、气泡、划伤、砂粒、疙瘩、线道等缺陷多少而判定。浮法玻璃外观质量等级是根据光学变形、气泡、夹杂物、划伤、线道、雾斑等缺陷多少来判的。

  D:普通玻璃,翠绿色,易碎,透明度不高,雨淋暴晒下易老化变形

  浮法玻璃,透明浮法玻璃是玻璃膏经控制闸门进入锡槽,由于地心引力及本身表面张力作用浮于熔融锡表面上后,再进入徐冷槽,使玻璃两面平滑均匀,波纹消失而制成。暗绿色,表面平滑无波纹,透视性佳,具有一定韧性。

  E:浮法玻璃与普通玻璃的生产工艺不同,优点是表面坚硬,光滑、平整,浮法玻璃侧面看颜色与一般的玻璃不同,发白,反光后物体不失真,而一般的都有水纹型的变形。

4.玻璃窑用耐火材料的发展趋势

我国玻璃窑用耐火材料的发展,将继续围绕玻璃熔窑寿命、玻璃产品质量及成本、能源消耗及环保等方面进行,也就是说,玻璃窑用耐火材料所面临的主要问题是低温熔融方面的发展。即随着玻璃熔窑富氧燃烧、全氧燃烧、无砷材料的熔融工艺以及电助熔等技术推广应用,将对耐火材料尤其是熔铸耐火材料提出更高的要求。笔者认为,我国玻璃窑用耐火材料发展趋势应表现在以下三个方面。

1)玻璃窑用耐火材料生产企业整合重组

我国玻璃窑用耐火材料生产企业大多生产规模较小,技术力量薄弱,工艺装备落后,产品质量难以保证。以熔铸耐火材料为例,近年来我国先后建成了熔铸耐火材料企业30多家,改变了我国熔铸耐火材料依赖进口的局面,其产品质量基本能够满足玻璃熔窑的使用要求。但规模较小,产品品种也相对单一。尚未形成以熔铸耐火材料为主,多品种生产经营的配套发展。即有势力和技术优势的熔铸或其他耐火材料生产企业,探索建立与碱性耐火材料、硅砖、锆刚玉质、莫来石耐火材料和新型不定型耐火材料等生产企业配套体系。也就是通过行业整合重组,打造能够提供整窑优质配套耐火材料的强势企业,减少由于多重配置而给玻璃企业所带来的影响。

2)玻璃窑用耐火材料的消耗越来越小。随着耐火材料质量和性能的提高,玻璃熔窑的寿命将越来越长。目前,新建浮法玻璃熔窑设计寿命可达10年,普通玻璃窑寿命为5~7年,特殊玻璃窑的寿命也达2年。也就是说,耐火材料的比消耗将越来越小。所以,笔者认为,我国玻璃窑用耐火材料在今后一段时期内,消费量不会有较大的增加,但耐火材料使用结构将会大幅改变,传统硅砖、普通镁砖其用量会大幅减少,而优质的熔铸耐火材料会大幅增加。另外,新型不定型耐火材料也将在玻璃熔窑上大量应用。

3)玻璃与耐材生产企业合作研究耐火材料的优化配置玻璃与耐材生产企业要加强技术合作,除研制开发适于玻璃熔窑用耐火材料新品外,应侧重研究玻璃熔窑不同部位耐火材料的优化配置,更加合理的延长熔窑使用寿命和优化相关技术指标。首先,要找到影响玻璃熔窑窑龄的关键部位,找到该部位耐火材料所存在的问题并予以解决;其次,技术合作要以经济效益和节能环保为中心,千万不能有所偏废,即玻璃企业不是仅仅为了实验,耐火材料企业也不是仅仅为了产品推销。

总之,我国玻璃窑用耐火材料将随着玻璃制造业发展而不断发展,玻璃窑用耐火材料和玻璃制造业两者之间,在发展上互相促进,在技术上互相推动,在经营上互相依存的局面更加明显。

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