玻璃熔窑炉型、耐火材料及烘炉介绍

玻璃熔窑的炉型结构

对于大型浮法線(xiàn)来说，玻璃窑的构成通常由L型吊墙(通常使用(yòng)硅砖)、熔化部(与玻璃液直接接触的地方使用(yòng)電(diàn)熔砖，靠上部使用(yòng)硅砖或電(diàn)熔)、卡脖(通常使用(yòng)硅砖)、冷却部包括耳池(与玻璃液直接接触的地方通常使用(yòng)刚玉质材料，不与玻璃液接触的地方使用(yòng)硅砖或刚玉)、退火窑、蓄热室(由黏土、高铝、直接结合镁铬砖)等部分(fēn)构成。

玻璃窑用(yòng)耐火砖性能(néng)分(fēn)析

硅砖具有(yǒu)荷重软化温度高及高温蠕变小(xiǎo)等良好的高温性能(néng)，同时有(yǒu)良好的高温抗侵蚀能(néng)力，且由于其生产工艺成熟，价格便宜，在玻璃窑炉中运用(yòng)广泛。众所周知，硅砖的矿物(wù)组成冇方石英、鱗石英、残余石英和少量硅酸盐液相组成，硅砖在使用(yòng)时各种晶相的转变仍在进行中，且在晶相转变过程中有(yǒu)较大的體(tǐ)积变化，导致硅砖的热渡稳定性较差。当温度达到1470时，硅砖中的鱗石英会转变成方石英，方石英是硅砖中稳定的一种晶相，会增强硅砖的理(lǐ)化性能(néng)指标，当窑炉中有(yǒu)些部位低于1470时，鳞石英的存在会降低硅砖的使用(yòng)性能(néng)，特别是碱尘或碱蒸气此时会对硅砖中的硅钙石(CaO ? SiO2) 产生侵蚀反应，在硅砖中开始产生玻璃相，而玻璃相会逐渐熔解硅砖中的大颗粒氧化硅，使硅砖产生溶解与剥落，从而影响硅砖的使用(yòng)效果。

二、碱性砖

電(diàn)熔锆刚玉砖具有(yǒu)良好的抗配合料侵蚀性能(néng)，在温度相对稳定的情况下，儿乎可(kě)以用(yòng)在玻璃窑炉的所有(yǒu)高温區(qū)。電(diàn)熔锆刚玉砖大的缺点是其热震稳定性差，不适合用(yòng)在温度波动较大的部位。同时電(diàn)熔锆刚玉砖导热系数高，造成窑體(tǐ)散热量大，不利于节能(néng)和改善操作环境。相比玻璃窑炉用(yòng)其它耐火材料，電(diàn)熔锆刚玉砖的施工难度大且价格昂贵。

莫来石砖分(fēn)两类，一类是烧结莫来石砖，是以天然莫来石為(wèi)主要原料，加以添加剂压制烧结而成，由于天然莫来石原料的化學(xué)成分(fēn)和矿物(wù)组成的不稳定，烧结的莫来石砖的理(lǐ)化性能(néng)指标稳定性较差，高温蠕变率较高，似其高温强度和热篪稳定性较高，可(kě)以用(yòng)在熔窑温度较低的區(qū)域如蓄热室的中下部。

玻璃熔窑主要部位的使用(yòng)条件及耐材选择

玻璃熔窑熔化部和冷却部的碹顶(包括拱角)，该部位经常处于1600℃的作业温度下，使用(yòng)在该部位的耐火材料既要受到高温、荷重而又(yòu)要受到碱蒸汽及配合料的冲刷作用(yòng)，因此，用(yòng)作顶部的材质具备高的耐火度、高的荷重软化温度及良好的耐蠕变性，而且导热系数小(xiǎo)，高温下的侵蚀物(wù)不污染玻璃液，容重较小(xiǎo)，高温强度好等特点。

而高纯硅砖恰恰具备以上特点：

1、荷重温度高接近耐火度;

2、高温下稳定性好，强度高;

配合飞料和碱蒸汽与耐火材料的高温化學(xué)反应所产生的化學(xué)侵蚀，以及由于温度和物(wù)相迁移所产生的晶型转化和组织结构致密性变化是造成碹顶砖损毁的主要原因。研究结果表明：碹顶用(yòng)玻璃窑硅砖，在高温作用(yòng)下的蚀变过程基本上是相变和杂质迁移，化學(xué)侵蚀和熔解作用(yòng)极其轻微。相变和自净化的结果，使工作带逐渐改变性能(néng)，其高温性能(néng)得到提高。

2池壁

 (不与玻璃液接触的部位) (与玻璃液接触的部位)

熔化部与冷却部池壁与玻璃液直接接触的部分(fēn)，受到高温玻璃液引起的化學(xué)侵蚀和玻璃液流动引起的机械物(wù)理(lǐ)冲刷，这个部位对耐火材料主要的要求是具有(yǒu)良好的抗玻璃液侵蚀性能(néng)，同时不污染玻璃液。國(guó)内外普遍采用(yòng)電(diàn)熔锆刚玉砖和α-β刚玉砖、β刚玉砖砌筑。電(diàn)熔锆刚玉砖的高温性能(néng)和抗玻璃液的性能(néng)优异，这是它获得了烧结耐火材料不可(kě)能(néng)获得的抗侵蚀性极好的斜锆英石与α-Al2O3的共晶體(tǐ)，所以它作為(wèi)熔化部池壁砖特别合适。α-β刚玉砖、β刚玉砖的主要晶相是刚玉，玻璃相含量仅為(wèi)1-2%，具有(yǒu)良好的抗侵蚀性能(néng)，与電(diàn)熔锆刚玉砖相比，由于不含有(yǒu)ZrO2晶體(tǐ)，其反应层黏度小(xiǎo)，高温下不稳定，所以砖的表面与玻璃液之间的扩散速度较大，窑衬损毁较快。但在使用(yòng)温度低于1350℃时，α-β刚玉砖、β刚玉砖的抗侵蚀性能(néng)优于電(diàn)熔锆刚玉砖。因此α-β刚玉砖、β刚玉砖是冷却部(工作部)等部位比较理(lǐ)想的耐火材料。

3蓄热室

 (1)、蓄热室碹和侧墙

(2)、格子體(tǐ)

格子體(tǐ)因全部砖體(tǐ)处于高温荷重，粉尘、碱蒸汽的作用(yòng)下，受到的侵蚀程度较碹和侧墙严重，使用(yòng)条件更為(wèi)苛刻。格子體(tǐ)的堵塞、倒塌往往是玻璃窑停炉冷修的原因之一。所以要求格子體(tǐ)耐火材料机械强度高，蠕变率低，对温度和气氛的变化及碱侵蚀有(yǒu)较强的抵抗能(néng)力，不黏附粉尘，损坏速度缓慢。在格子體(tǐ)的顶部：所处的温度高，可(kě)达到1400-1500℃，受到碱蒸汽和粉尘侵蚀严重，一般选用(yòng)電(diàn)熔再结合镁砖。由于電(diàn)熔再结合镁砖制品中硅酸盐相较少，方镁石晶體(tǐ)发育完全且已经長(cháng)大，方镁石之间形成直接结合，延缓及遏止方镁石晶體(tǐ)在碱蒸汽作用(yòng)下逐渐長(cháng)大的速度，不容易使砖體(tǐ)发生龟裂、粉化。

格子體(tǐ)上部：该处温度可(kě)达1100-1400℃，一般使用(yòng)電(diàn)95再结合镁砖即可(kě)。

格子體(tǐ)下部：此段作业温度低，荷重大，受碱侵蚀小(xiǎo)，但因接近烟道，直接受冷空气的影响，需要耐急冷急热性好，价格低廉即可(kě)。故一般采用(yòng)低气孔黏土砖。　

 1、高纯原料：制造硅砖的原料按其结晶状态，可(kě)分(fēn)為(wèi)结晶硅石和胶结硅石，通常从原料选择的角度来看，选择纯度较高(SiO2>99%)，杂质含量较低，坚硬而致密的结晶硅石作為(wèi)制品的原料较好，因為(wèi)胶结硅石杂质含量较高，耐火度低，不够坚硬致密而不宜采用(yòng)。从物(wù)相转化的角度看，胶结硅石是软硅石因其胶结物(wù)的影响，容易向磷石英方向转化，而不是玻璃窑用(yòng)硅砖所需要的方石英，结晶硅石恰恰能(néng)满足这些要求。

2、方石英化明显：硅砖从矿物(wù)组成看，主要由方石英、磷石英及少许残余石英组成，其中方石英為(wèi)主要组成。以方石英為(wèi)主晶相的硅砖，其荷重软化开始的温度就是其方石英遭受破坏的温度，而以磷石英為(wèi)主晶相的硅砖，其荷重软化温度就是磷石英大量转化為(wèi)方石英的温度，由于前者温度高于后者20-30℃，所以以方石英為(wèi)主晶相的硅砖荷重软化开始温度高达1690℃，接近其耐火度，作為(wèi)玻璃窑用(yòng)砖，有(yǒu)较為(wèi)显著的优点。

4、外形尺寸的选择：通过微机控制的電(diàn)子配料系统，充分(fēn)的保证了配料准确性，也保证了粒度级配的稳定性，对产品外观规整打下了良好的基础。再通过对半成品外观尺寸的严格检查，干、湿坯两次把关，保证了成品尺寸。

在國(guó)内，玻璃窑在硅质大碹砌體(tǐ)中，砖缝是个突出的薄弱环节，是碱蒸汽钻蚀的起始点，玻璃窑损坏主要表现為(wèi)“鼠洞”形式，产生这方面的原因有(yǒu)两方面：

2、要求使用(yòng)特种硅火泥来砌筑大碹，既要有(yǒu)良好的施工性能(néng)和结合强度，又(yòu)要具有(yǒu)比硅砖更优越的高温强度性能(néng)，从而使砖缝结合紧密，在大碹加盖保温层后能(néng)形成封闭结构，延長(cháng)使用(yòng)寿命。

一、烤窑前由烤窑人员根据烤窑要求并结合设计图纸对熔窑主體(tǐ)、动力系统和附属设备进行检查，对熔窑主體(tǐ)的检查，主要内容為(wèi)電(diàn)熔锆刚玉砖砌體(tǐ)结构是否达到有(yǒu)关规范和设计要求，特别注意：

2、胸墙：墙體(tǐ)是否平直，有(yǒu)无内、外倾现象;膨胀缝留设是否合适。

3、小(xiǎo)炉：小(xiǎo)炉膨胀缝是否满足大碹膨胀时小(xiǎo)炉外移的要求，小(xiǎo)炉吹出口碹是否有(yǒu)横向裂纹。 

5、投料口L型吊墙：两侧膨胀缝是否能(néng)满足L型吊墙自由膨胀的需要。 

6、卡脖分(fēn)隔墙：分(fēn)隔墙砖是否有(yǒu)横向裂纹;分(fēn)隔墙砖吊挂结构和安装是否符合要求，是否有(yǒu)碍分(fēn)隔墙砖的膨胀;分(fēn)隔墙与卡脖碹的膨胀缝是否留足。

7、膨胀缝：留设位置和宽度是否符合要求，能(néng)否满足電(diàn)熔锆刚玉砖砖體(tǐ)膨胀的需要，缝内有(yǒu)无杂物(wù)。 

2、蓄热室墙顶端与蓄热室碹之间的膨胀缝填入高铝纤维毡(墙、碹分(fēn)离结构)。 

4、小(xiǎo)炉脖接缝用(yòng)高铝纤维棉填充。

三、烤窑前应在各测量点(如膨胀缝、山(shān)墙两侧、小(xiǎo)炉底部、投料池底部和流道入口底部等)做好窑體(tǐ)膨胀标记。

四、认真清扫熔窑，清扫采用(yòng)真空吸尘的方法。在清扫时应特别注意：大碹、胸墙内表面的清扫，池底和池壁的清扫，小(xiǎo)炉的清扫，烟道的清扫等，池底至少真空吸尘三次;认真清理(lǐ)各处膨胀缝，清除膨胀缝内的所有(yǒu)杂质，如木(mù楔、碎砖、火泥、铁件和焊渣等。有(yǒu)条件的话，用(yòng)金属探测仪检查池底，用(yòng)磁铁吸取金属。 

七、准备好烤窑用(yòng)各种工器具，并对人员分(fēn)工进行安排。