現代玻璃生產技術與傳統工藝相比有了質的飛躍,向著效率更高、能耗更低、產品質量更好的方向不斷發展。窯爐作為玻璃生產的核心裝備,其技術水平也在不斷進步,廣泛采用了提高燃燒強度、強化傳熱效果、減少散熱損失、降低對產品及環境的汙染等新技術。 關鍵詞: 玻璃窯用耐火材料 新進展 評價技術
1. 我國玻璃行業發展迅猛,早已成為世界第一玻璃生產大國。玻璃行業的快速發展,自然促進了我國玻璃窯用耐火材料的發展和技術進步。現代玻璃生產技術與傳統工藝相比有了質的飛躍,向著效率更高、能耗更低、產品質量更好的方向不斷發展。窯爐作為玻璃生產的核心裝備,其技術水平也在不斷進步,廣泛采用了提高燃燒強度、強化傳熱效果、減少散熱損失、降低對產品及環境的汙染等新技術。窯爐的技術進步要求有多品種的優質耐火材料作為保障條件,要求耐火材料能承受更高的溫度、更急劇的溫度變化、更強烈的化學侵蝕、更嚴酷的應力破壞,隻有配套應用多品種優質耐火材料,窯爐新技術的高效、節能、低汙染等優越性才能得以實現。優質耐火材料對現代高溫技術而言不僅是消耗性材料,而且更是實現高溫新技術所必需的功能型材料。
2. 國外玻璃窯用耐火材料的新進展的介紹 2.1 AZS和高氧化鋯磚 對電熔AZS磚主要是提高其抗侵蝕性和耐磨性生產工藝, 除采取氧化法熔融, 使製品碳含量降到0.005%,玻璃相析出溫度提高到1450℃之外。還對澆鑄和退火工藝進行了改進,現已生產出縮孔體積很小甚至無縮孔的電熔AZS。ZrO2含量90%以上的高氧化鋯磚, 其熱震性能非常好, 例如ZrO2> 95% , SiO2 <1.4%。穩定劑<3.7% 的高氧化鋯磚, 體積密度4.7g/cm3, 氣孔率<18.4% , 抗熱震性從室溫到1400℃(15 分鍾間隔) 可達15~20 次。日本生產出一種熔鑄氧化鋯磚, 其氧化鋯含量> 90% ,稱ZFC磚,其抗侵蝕性優於ZrO2含量為40%的AZS 磚, 在1500—1600℃下, 16小時後無玻璃相析出, 對玻璃汙染甚微, 經800~1250℃抗熱震性試驗40 次後無裂紋。
那接下來麻豆国产精品為大家講解一下關於玻璃窯爐的製作的耐火材料:
鉻磚和含鉻磚
以等靜壓成型的致密氧化鉻磚(Cr2O396%、TiO2<4%) 用於E玻璃和C玻璃池窯的邊牆、卡脖或其它侵蝕嚴重部位, 壽命可達6~7 年。 近些年含鉻製品有了新進展, 如在A ZS 磚中加入Cr2O3 形成Al2O3—ZrO2—SiO 2—Cr2O3係耐火材料, 在高溫下, Cr2O3一方麵與Al2O3形成固熔體, 另一方麵由於Cr2O3是高熔點物質, 進入磚的玻璃相內增加了玻璃相的粘度, 從而提高了玻璃相的滲出溫度, 使玻璃製品的抗玻璃侵蝕性大大提高。美國一家公司生產出一種再結合熔鑄AZS/Cr2O3 耐火材料, 其化學成分和物理性能很優越, 與原用的Al2O3/Cr2O3材料相比, 每年爐期降低電耗4%,產量提高15%,成本則降低3.75% ,玻璃質量不受影響,該種磚可以機壓成型、手工搗打成型或等靜壓成型, 然後高溫燒結而成。
堿性磚
經1800℃燒成的高純直接結合堿性磚廣泛用於蓄熱室牆及镟, 德國推出一種新材料, 商品名為RUBINAI·EZ,其化學組成為MgO 75% , ZrO2 13.5% , SiO2 9.5% , 它是用鋯英石結合的方鎂石磚, 在燒結初期, 磚結構中的矽酸鋯與氧化鎂反應, 沿方鎂石顆粒周圍形成一層鎂橄欖石和氧化鋯保護層, 這種結構大大提高了磚的抗堿和抗硫酸鹽的侵蝕性能, 作蓄熱室中部格子磚效果良好。
橄欖石鎂磚
橄欖石結合相具有特別強的抗侵蝕性能,通過提高鎂磚結合相中的鎂橄欖石含量能夠提高鎂磚的抗侵蝕性。為此, 在鎂磚的配料中加入20% 的鎂橄欖石細粉, 形成可保護鎂砂顆粒和使之減少侵蝕的鎂橄欖石結合基質。該磚價格比較便宜, 國外已大量用於玻璃窯蓄熱室格子體中部。
鋇長石橄欖石磚
鑒於橄欖石的耐侵蝕性能好, 而抗熱震性能不足, 在其結合相中引入鋇長石可以明顯地提高磚的耐熱震性能。鋇長石是在燒成過程中形成的, 且僅存於合基質相中。鋇長石的含量為15% 時, 矽的性能好, 使用溫度約為1250℃。研究表明, 鋇長石能夠抵抗堿和硫酸鹽的侵蝕。
不定型耐火材料
不定型耐火材料在玻璃窯上的應用也是一種發展趨勢。英國采用耐火混凝土預製塊砌築蓄熱室、格子磚底镟、煙道、小爐托板、燒嘴等,大大減少了窯爐結構的接縫, 提高了築爐速度和縮短了冷修時間, 法國西普的ERSOL 是以ER 1681 電熔顆粒為主要成分製成的不定型的耐火材料係列, 與電熔磚配套使用於池底, 其抗玻璃侵蝕性優良, 且析出氣泡和形成結石的傾向較弱。日本有的玻璃窯池底已全部使用ER2SOL 係列的不定型材料。 國外玻璃窯用耐火材料正朝著以含鋯、鉻係列產品為主的方向發展, 理論研究也圍繞著如何進一步提高抗玻璃侵蝕性及改善力學性能方麵展開, 以期使窯爐壽命進一步延長。
玻璃窯用保溫材料
國外玻璃窯保溫廣泛采用高鋁磚, 輕質矽磚和纖維, 主要是以鋁矽酸鹽纖維為基礎的材料。在德國, 除使用矽藻土、鋁矽酸鹽和矽酸鹽纖維材料之外, 廣泛采用以矽酸鈣為基礎的輕質製品, 此外Didier 公司與玻璃工業密切配合發展了一種複合板, 它是由兩種材料組成, 名稱叫“SSH”(Shood Supral H)。複合板中的第一層厚度50~75mm , 是用相當致密的粘土耐火材料製成的, 第二層厚度100~125mm , 是用超輕質耐火材料(耐火粘土或以矽酸鈣為基礎的材料) 製成。複合板的總厚度150~200mm , 其尺寸與被保溫的磚表麵尺寸一致。 獨聯體多采用輕質磷酸鹽混凝土, 纖維製品和填料。輕質耐火顆粒填料用的結合劑是鋁鉻磷酸鹽結合劑, 該結合劑的酸比值是2.3, 密度在1.55~1.6g/cm3 之間,顆粒是工業Al2O3, 人造Al2O3, 使用溫度1800℃。輕質磷酸鹽混凝土是用磷酸鹽作結合劑和多孔粘土碎料製成的一種新型輕質耐熱混凝土, 組成的輕質磷酸鹽混凝土的主要性能參數為: 密度800—1100kg/m3 , 壓縮強度範圍是7~12MPa,導熱性0.3~ 0.35W /cm·k, 長期使用溫度是1270℃。