玻璃窑炉耐火材料的现状及发展趋势

发布时间：2015-04-13 11:13:29    点击量： 耐火材料发展变化有三个主要推动力：保持改进玻璃质量；对玻璃窑炉经济上要求以使窑炉运行周期更长以及采用纯氧燃烧系统以后带来冲击影响。

　　“当前”一词对电子行业计算机行业发生变化可以解读为几个月乃至几个礼拜，而谈及玻璃产业耐火材料发展应用时，它很轻易被解读为五年或十年。根据这一时间概念，我们将回顾讨论后一领域(更为守旧步伐)“当前”已经发生变化。

　　耐火材料变化发展有三个主要推动力。第一玻璃制造商为至少要保持而通常则需改进玻璃质量需求。第二玻璃窑炉经济要求以使窑炉运行周期更长，以及第三纯氧燃烧系统带来冲击影响。这三项要求通常决定了修窑时选用改进了耐火材料。这些推动力也促使玻璃制造商窑炉保养维护时选用改进了耐火制品以及运行周期为大范围检验时采用新技术。

　　熔融浇铸氧化铝砖已经熔化池顶这一部位确立了它应用，主要熔化高质量玻璃纯氧燃烧池炉得到应用。纯氧燃烧技术问世以前，只有βˉ氧化铝砖被用于熔化池上部结构，并且没有熔融浇铸氧化铝砖被用到熔化池顶上。而今，不管βˉ氧化铝还α-β氧化铝熔融浇铸制品都被用出产彩色电视(屏锥)、浮法玻璃以及硼硅酸盐玻璃纯氧燃烧池炉部门或全部炉顶上。熔融浇铸AZS砖一般能够使用到1600℃或1650℃(取决于玻璃制品)，而用电熔氧化铝砖砌成炉顶则可成功地1700℃下运行。这为玻璃制造商出产难熔玻璃时创造了更好前提更大灵活性。

　　很多年来，熔融浇铸AZS炉顶已成功地经受了冷却再加热考验，以使它们能够使用多个运行周期。现积累了一点经验，成功地实施了电熔氧化铝炉顶冷却再加热，当它们使用两个或更多运行周期时体现出经济上更强生命力。电熔氧化铝炉顶使用观察(热态观察停炉观察)结果显示了这些材料既具有化学不乱性又具有机械不乱性。这最早对这种砌筑观察研究，由于当时既没有电熔氧化铝参考资料，也没有其炉顶应用经验基础。

　　高铬耐火制品过去主要应用于增强玻璃熔炉，以及少量应用于保温玻璃池炉。现高铬砖正越来越多地被某些钠钙玻璃池炉采用。其主要用途已经不仅限于全部或部门流液洞，而且还用于端墙以及有限程度上用于加料口角砖。对于高铬砖成分来说，它们存有潜着色危险，以至于高铬制品通常与非常“白”玻璃并不相容。最初时期这种制品主要用于有色玻璃，但现高铬制品也已经被成功地用于透明容器玻璃池炉。高铬制品玻璃熔炉使用数目很大程度上取决于其流液洞设计、流液洞冷却、池炉日产量、以及熔炉操纵。某个玻璃制造商则可能把高铬砖用于全部盖板再加上熔化池端墙。高铬砖砌筑流液洞提供了增加窑炉寿命潜力，由于这种材料对大多数玻璃抗腐蚀机能至少要比熔融AZS砖强两倍。然而，某些设计操纵参数却与熔融AZS砖有所不同，就须要与供给商进行讨论。


　　低玻璃相电熔AZS耐火材料有限基础上成功地用于熔化池上部结构已有好几年了。纯氧燃烧技术引起其熔化池上部结构更广泛地使用，其原因有二：第一，低玻璃相含量导致玻璃相渗出量很低，比传统熔融AZS砖筑成上部结构更为“干燥”。第二，低玻璃相含量使其具有更高搞蠕变机能，从而能够把正常使用温度从1600℃进步到1650℃。这对于纯氧燃烧窑炉加料区域上部结构则更为有用，该部位熔融AZS砖不仅要具有抵挡燃烧气流带来料粉颗粒腐蚀，而且还要能够承受更高使用温度，1650℃。熔化池池壁砖近来已经开发出能进步顶部(液线部位)抗腐蚀机能新品种并已进行实地试验。这种池壁砖采用唯一无二方法，能控制液线部位晶体结构，使该砖液线部位具有比尺度熔铸AZS砖强得多抗腐蚀机能。这种新型池壁砖被考虑用于火焰燃烧池炉(主要钠钙玻璃)，我们发现其正常腐蚀形态液线部位或者说间隔砖顶部300mm处腐蚀最为严峻。当这些池壁砖优良显微结构与其热机械机能相结合时(由液线部位冷风产生影响)，有理由相信可以使其抗腐蚀机能有大幅度进步可能(降低液线部位腐蚀速度)。应用该技术池壁砖正运行池炉得到监测，这些试验结果将开始今后几年逐步积累。


　　高锆电熔制品(HZFC或电熔氧化锆)已被广泛地接受，作为与玻璃相接触耐火材料，用于某些高质量玻璃窑炉特定部位。采用该种成分耐火材料理由各不相同，随玻璃品种而各异。彩色电视显像管屏幕玻璃对HZFC腐蚀颇为严峻，但它还被用于熔化池流液洞一端铺底砖池墙砖，由于它能大大减少玻璃缺陷，诸如节瘤、气泡结石。熔融氧化锆耐火材料抗腐蚀机能并不优于熔融AZS，但通常它能足够维持一整个窑炉周期。这样，彩色电视显像管屏幕玻璃池炉采用HZFC可以大大改进玻璃质量而又不降低窑炉寿命。

　　对于铅玻璃铅晶质玻璃，采用熔融氧化锆有两个长处。第一，它比熔融AZS砖具有更强抵挡铅金属下钻腐蚀机能；第二，因为它玻璃—耐火材料界面机能使玻璃制品质量更高，使玻璃缺陷更少，特别气体夹杂。


　　最后，HZFC还被使用某些低碱玻璃或硬质硼硅酸盐玻璃窑炉之。这里我们再一次看到玻璃质量改进(低缺陷水平)，而且与熔融AZS砖比拟改进了抗腐蚀机能。因此我们发现玻璃制造商接受这种优质耐火材料具有不同起点，采用该材料理由也跟着玻璃组成不同而各异。


　　新改进格子砖成分设计已为很多蓄热式池炉所接受。三十年前开始于单一外形成分熔融AZS格子砖得到了持续发展改进，而今这一系列产品已经具有六种不同类型(几何外形)以及三种不同成分。每一种格子砖都专门为不同玻璃池炉蓄热室特定应用而设计制造。其设计依据包括所给定小炉燃烧气体体积、玻璃配合料飞料量、操纵温度、窑炉所熔制玻璃以及蓄热室总体尺寸几何外形。最新一代熔融AZS格子砖为轻荷载向下气流小炉或多通道寒气流蓄热室而设计。制造过程它也使用一定数目制造过程回收原料，故也一个有效环保措施。


　　已经成功地应用于玻璃池炉蓄热室另一系列产品尺度外形镁—锆砖。固然该系列格子砖欧洲使用得比美国更早，但它们越来越世界范围内被广泛地接受。当设计者但愿砌筑无铬烧结格子砖时，镁—锆格子砖产品比氧化镁质产品具有更好机能。镁—锆格子砖较之烧结镁砖优胜性也体现使用高钒燃料池炉。


　　尖晶石耐火材料一种新烧结材料，它用电熔尖晶石颗粒制成，玻璃池炉上部结构具有潜应用远景。固然这种耐火材料目前还尚未得到广泛应用，但近几年来不管熔化钠钙玻璃或硼硅酸盐玻璃传统火焰燃烧池炉还纯氧燃烧池炉都已经进行“试用”。


　　另一方面，固然熔融浇铸尖晶石制品早二十年前就已开发出来，但尚未玻璃产业得到应用。然而，纯氧燃烧池炉给耐火材料带来麻烦使这种材料或其派生品种被考虑用于熔化池上部结构窑顶。它被以为大多数玻璃熔化气氛具有良好化学不乱性。最初现场试验确认了高温下良好化学不乱性机械不乱性(抗蠕变性)，与前面所谈到熔融氧化铝机能差未几。


　　不管烧结尖晶石材料还电熔尖晶石材料都还处于新产品开发早期阶段，但已经显示出未来玻璃池炉上部结构应用可能性。


　　熔化池窑中用不定形材料制品现既用于新窑顶砌筑，又用于窑顶热修。该种材料已硅砖窑顶修理以及为了延长硅砖窑顶寿命方面使用了好多年。然而，纯氧燃烧操纵前提加速了硅砖窑顶腐蚀，从而需要更高级材料大大进步维修水平。目前使用窑炉维修措施耐火材料补贴、火泥、可塑料、浇注料、活动料、泵浇注料、喷补料、捣打料与陶瓷熔接。这些材料成分主要熔融石英、锆英石高铝材料。上述措施任何组合都可能用于密封一个新窑顶或修补一个老、已损坏到威胁窑炉寿命窑顶。


　　不所有纯氧燃烧玻璃熔炉都需要熔融浇铸或优质烧结材料窑顶。只要准确安装维护，硅砖很多玻璃池炉窑顶不管技术、机能还经济方面都可行。不定形材料使用可以匡助玻璃制造商使用硅砖窑顶条件下达到他目标。


　　一个有趣、正日益显露趋势浇注料正替换某些烟道烟囟耐火砖。这修理硼硅酸盐玻璃纯氧燃烧或空气—燃料燃烧池炉时最为常见。浇注料也正被用作纯氧燃烧钠钙玻璃池炉烟囟衬砖替换品。


　　窑底修补技术最近已经应用于正运行即“热”窑炉。窑底腐蚀导致某些部位变得很薄。这些薄部位可以用热探测到，然后进行修补以避免不但愿窑底蚀穿漏料可能性。有几种工艺技术操纵方法被用于热修，使窑底厚度完全或部门地得到恢复，从而重新保持窑炉安全运行。这种方法可以修复窑底而无需把窑炉冷却到室温。这样避免了昂贵封闭窑炉用度、节省了时间、消除了其它与玻璃相接触耐火材料上部结构槽到损坏危险。


　　一种办法把窑炉玻璃放空，然后窑底腐蚀最大部位或“凹处”部位钻孔，把这些较小区域玻璃排出。用一种助熔剂喷到已被损坏区域再进行局部加热，将粘附需要修补耐火材料上剩余玻璃彻底清除。通过喷-枪把一种喷补料直接喷到被损坏窑底部位，直到达到所但愿厚度为止。


　　第二种方法放空玻璃，做好对已损坏窑底区域清理预备工作，如上所述。通过喷-枪把预定数目耐火骨料用气流输送到窑底损坏部位。同样，直到足够厚度为止。这种方法还可用于玻璃不被放空情况下操纵。这里必需要了解玻璃对流情况以使修补用耐火材料喷到准确位置，并损坏窑底恰当部位凝固。池炉布满玻璃时进行炉底修补不最好办法，但有时因为环保要求限定这样做。
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