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发表人：doulao |
发表时间：2011/1/15 14:39:00 |
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| 本栏论题： |
玻璃窑用耐火材料的标准和要求是什么？ [2412] |
近 40 年来，由于耐火材料的质量有了显著的提高，新型耐火材料又不断涌现，使玻璃工业在高温强化熔融技术上取得了很大的进展。例如，熔化温度由 1450℃ 提高到 1580 ～ 1600℃ ，熔化率由 1.2 t/(m 2/d) 提高到 3 t/(m 2 /d) ，窑的使用周期由 1.5 年延长到 5 ～ 8 年，由熔制造成的缺陷大幅度降低，等等。
熔窑用耐火材料在长期使用中，要经受高温、火焰、碱性飞料、玻璃液等的物理化学侵蚀作用。因而玻璃窑用耐火材料除应具备一般工业炉用耐火材料的基本性质外，还必须满足玻璃熔制工艺上的特殊要求。包括 (1) 有足够高的耐火度； (2) 有相当高的高温力学强度； (3) 高温体积稳定性好； (4) 抗玻璃液、碱性飞料、火焰的侵蚀能力强。此外，还有对玻璃液不产生污染、热稳定性好以及对尺寸公差、价格等的要求。
耐火材料按其耐火度可分为 1580 ～ 1770℃ 的普通耐火制品； 1770 ～ 2000℃ 的高耐火制品；＞ 2000℃ 的特高耐火制品。按其化学成分可分为： SiO 2 系、 Al 2 O 3 -SiO 2 、 A1 2 03-SiO 2 -ZrO 2系、 MgO 系等。以下介绍玻璃熔窑常用的耐火材料。
1 ．硅氧质耐火材料 (SiO 2 系 )
(1) 硅砖。
是以 SiO 2 为主体的耐火材料。它是由纯度高、结晶细密的石英质岩石与少量石灰乳混合后经煅烧而成。其中熟料是废硅砖粉。其成分范围是： SiO 2 94 ％～ 98 ％； Ca01.5 ％； 3.5 ％； Al 2 O 3 0.2 ％～ 2 ％； Fe 2 O 3 0.3 ％～ 3.0 ％； R 2 O0 ～ O.5 ％，国家标准规定有三种牌号。
硅砖的主要耐火矿相是鳞石英和方石英、少量未转化的残余石英，此外还有极少量的玻璃相。硅砖中各种不同变体的晶型转化都伴随有体积的变化。最大的热膨胀发生在 300℃ 以下，因此，在烤窑时须特别注意；在 700℃ 以上一般不会对硅砖砌体造成破坏。硅砖的热稳定性较差， 850℃ 的硅砖在水中急冷而不破坏的次数只有 1 ～ 2 次。硅砖是酸性耐火材料，有良好的抗酸性渣性能，但对碱性组分的耐蚀能力差，抗玻璃液的冲刷能力也差。
由于硅砖的荷重软化温度高、抗玻璃液中 R 2 O 的能力差，所以它适用于砌筑各种碹体、山墙、冷却部胸墙等。不适宜砌筑与玻璃液相接触的池壁等。
(2) 白泡石。
又称泡沙石或白砂石。是一种天然的耐火材料，它是由高岭石粘结的石英砂岩。外观选择应以青灰色、致密坚硬、不含杂质和条纹者为佳。其主晶相以石英和高岭石为主。有明显的层状构造和各向异性。白泡石的耐火度波动在 1650 一 1730℃ 之间。
白泡石的膨胀性与硅砖不同， 700 ～ 800℃ 时的热膨胀系数最大，此时最易炸裂。煅烧后的白泡石，荷重软化温度与耐压强度都有明显提高，残余膨胀小，体积稳定，抗热冲击性也大为改善，所以一般都采用煅烧后的白泡石作耐火材料。在中小型池窑上已广泛用作池壁砖。
2 ．硅酸铝质耐火材料 (Al 2 O 3 -Si0 2 系 )
(1) 粘土砖。
是由耐火粘土为主要原料制成的耐火砖。 Al 2 O 3 的含量在 30 ％～ 46 ％，主晶相是莫来石与部分 SiO 2 晶体 ( 以方石英为主 ) ，并有相当数量的玻璃相。耐火度可达 1580 ～ 1750℃ ，但荷重软化温度只有 1300 ～ 1450℃ 。因此，允许的使用温度也相应降低，一般为 1300℃ 以下。它主要用于熔窑温度较低的部位，如池底砖、熔化部和冷却部最下层的池壁砖、大梁砖、蓄热室下部的墙、炉条碹、格子砖下部、烟道碹等。
(2) 高铝砖。
它以高铝矾土为原料，在 1500℃ 下烧制而成。随 Al 2 O 3 的增加，又可分为硅线石制品、莫来石制品、莫来石 - 刚玉制品、刚玉 - 莫来石制品以及刚玉制品。随 A1 2 0 3 含量不同，其主晶相也不相同， Al 2 O 3 含量低时以莫来石晶相为主，含量高时以刚玉晶相为主，其中均含有少量的玻璃相。
高铝砖的耐火度、荷重软化温度、抗玻璃液侵蚀的能力都比粘土砖高。因此，它主要用于温度较高的承重部位，如蓄热室的间隔墙和侧墙、蓄热室的半圆碹等。
3 ．电熔耐火材料 (A1 2 O 3 -Si0 2 -ZrO 2 系 )
把耐火材料的原料放在电弧炉中进行熔化，再浇注成型、缓慢冷却而成。其特点是结构致密、气孔率低、容积密度大、力学强度高、荷重软化温度高、耐蚀性能优良。
(1) 电熔锆莫来石砖 ( 又称黑铁砖 )
它是最早的电熔耐火材料。
(2) 电熔锆刚玉砖 ( 又称白铁砖 )
其主要晶相为紧密共存的刚玉 (α-Al 2 0 。 ) 和斜锆石 (Zr0 2 ) ，玻璃相的含量很少。这种砖的最大特点是组织稳定而致密，抗玻璃液侵蚀的性能强，比铝氧系统的电熔耐火材料还好，是目前抗玻璃液侵蚀最佳的材料。
电熔锆刚玉砖成分范围为： A1 2 0 3 47 ％～ 51 ％； ZrO 2 30 ％～ 43 ％； Si0 2 10 ％～ 18 ％。一般把电熔锆刚玉砖中按 ZrO 2 含量分为 30 # 、 33 # 、 35 # 、 40 # 等若干级。电熔锆莫来石砖和电熔锆刚玉砖主要用于熔窑投料池、池壁、流液洞、喷嘴砖、下间歇砖等与玻璃液相接触的部位。
4 ．碱性耐火材料 (MgO 系 )
目前在玻璃窑上使用的碱性耐火材料有：镁砖、镁硅砖、镁铬砖、铬镁砖等。
镁砖是以方镁石为原料制成， MgO 的含量为 80 ％～ 85 ％。按生产工艺不同，可分为烧结镁砖和不烧结镁砖。前者以烧结镁砂为原料，加入含亚硫酸盐的纸浆废液作结合剂，在 1600 ～ 1700℃ 下烧成，其主矿相为方镁石，含少量玻璃相。不烧结镁砖是在烧结镁砂中加入矿化剂和低温结合剂，经加压成型、干燥而成制品。 镁砖的抗碱性能强，抗酸能力差，它主要用于蓄热室上部的格子体和蓄热室墙的上半部。
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