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耐火材料行业知识

玻璃池窑用耐火材料的原则

    在玻璃池窑内,耐火材料与玻璃液、配合料及其挥发物(主要有:碱金属氧化物,即碱蒸气、硼化物、氟化物、氯化物、硫的化合物等)直接接触,所以受侵蚀严重,特别是在砖缝处的侵蚀很严重,为了减少砖缝数量,玻璃池窑多用大型砖(简称:玻璃窑大砖)砌筑,还要用耐火度相近的耐火泥堵住砖缝。玻璃池窑用耐火材料除了要有足够高的耐火度、荷重软化温度、机械强度之外,还要有较强的耐侵蚀能力(抗渣性)、优异的耐急冷急热性能(抗热震性)。通常的玻璃呈碱性,因此玻璃池窑一般要用抗碱侵蚀能力较强的碱性、中性或弱酸性耐火材料(对于低碱玻璃和无碱玻璃的生产,此条件可适当放宽)。
    玻璃池窑用耐火材料的原则如下:
    ①根据窑炉的种类以及窑体各部位工作的特点合理地选用耐火材料。
    玻璃窑炉的种类不同、窑体的具体部位不同,耐火材料所受到的破坏机理和破坏程度也有所差异。因此,玻璃池窑选用的耐火材料要与其部位的工作特点相适应,力求“按需用材”,即:关键部位用优质材料、次要部位用一般材质,作到“合理搭配、与窑龄同步”。
    ②根据玻璃成分选用相应的耐火材料
    与玻璃液接触的耐火材料会受到玻璃液侵蚀而损坏,被损坏的耐火材料又会污染玻璃液,火焰空间内耐火材料的颗粒、耐火材料受侵蚀后的液滴掉入玻璃液中也会污染玻璃液。不同组成的耐火材料被侵蚀后对玻璃液的污染程度也不同,所以应该根据玻璃成分选用相应的耐火材料。例如,对于普通的钠钙硅玻璃,碱侵蚀是造成耐火材料损坏的主要原因,因此与玻璃液相接触的池窑部分,应当选用耐碱侵蚀的耐火砖,像电熔锆刚玉砖等。当然,耐火材料在玻璃熔制过程中是逐渐被侵蚀的,所以允许小量侵蚀物能均匀地溶解在玻璃液之中,以避免结石、条纹和气泡等缺陷。
    ③根据耐火材料的使用性能选用耐火材料
    虽然玻璃池窑不是任何部位都要用最优质的耐火材料,但耐火材料的性能必须能够满足其使用要求。一般来说,玻璃池窑所用的耐火材料,在使用温度和其他允许使用的条件下,要具有较高的抗侵蚀能力,还要有较高的荷重软化温度,例如,镁砖是典型的碱性耐火材料,但因其荷重软化温度较低,因此不适合作为玻璃池窑用的耐火材料。玻璃池窑的耐火材料也应具有较好的抗热震性,以避免因温度波动而开裂,选择蓄热室内耐火材料和火焰空间用耐火材料时尤其要注意该问题。关于耐火材料的高温体积稳定性问题,要尽量不用重烧收缩性耐火材料,以防因耐火砖高温收缩而使砖缝过大。
    ④尽可能选用成批生产的耐火材料
    成批生产的耐火材料,其质量比较均衡,价格也较低廉。此外,选用耐火砖时,应注意其形状的正确,以尽量减少其加工,这还有利于提高砌筑体的整体性,缩小砖缝。
    ⑤要避免不同材质耐火材料之间的接触反应
    不同材质耐火砖之间的接触反应会逐渐损坏玻璃池窑砌体,因此相邻的耐火材料应无接触反应,这一点也应引起足够的重视。
    自从Al2O3-ZrO2-SiO2系统的电熔耐火材料(即电熔锆刚玉砖,简称:电熔AZS砖,但要注意:该砖在1000~1200℃时因晶型转变会剥落)出现后,电熔类耐火材料在玻璃窑炉中占有越来越大的比重,从而使得玻璃窑炉用耐火材料朝着采用优质原料和优质工艺的方向发展。于是,玻璃池窑用耐火材料的性能大为改善,从而为改进玻璃熔化工艺与窑炉结构、提高玻璃液的质量创造了良好条件。

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