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全氧燃烧玻璃窑大碹用耐火材料
发布时间:2026-07-10 浏览量:26

到目前为止,硅(Si0₂)质、刚玉质以及镁铝尖晶石质等耐火材料已经在玻璃窑大碹部位取得广泛的应用。

硅质耐火材料

传统玻璃熔窑的大碹主要使用的是硅质耐火材料,前人做了大量研究。模拟研究了几种熔铸耐火材料和硅质耐火材料的侵蚀,并分析了扩散理论。硅质耐火材料作为大碹使用时,在碱蒸汽作用下,耐火材料表面被熔蚀,反应形成高黏度的含Si0₂玻璃相,可以堵塞气孔,阻碍碱蒸汽的进一步扩散。另外,由于Si0₂随温度变化产生会产生多晶转变, 这个过程伴随的体积变化会使砖体疏松。而全氧燃烧碱蒸气浓度提高了4~5倍,气流冲击作用很大,大大加速了玻璃相在窑顶耐火材料表明的富集,在重力及环境条件的影响下,会加速对硅质耐火材料的侵蚀。但也有研究者认为,硅质耐火材料的优点是价廉质轻,如果优化其显微结构和组成成分,就可以充分利用。

刚玉质耐火材料

刚玉质耐火材料的优点是:熔点高、化学稳定性好以及高温力学性能优良等。常用的玻璃窑用刚玉质耐火材料有熔铸AZS、熔铸α-β氧化铝、电熔刚玉和电熔锆刚玉等。熔铸AZS耐火材料表面产生的高黏度液相的保护作用是保证其寿命的关键。然而,AZS材料中含有大量Si0₂ , 同样会受碱蒸汽侵蚀。熔铸α-β氧化铝质耐火材料适用于熔窑的大多数部位,但其价格昂贵。

玻璃窑用耐火材料中生产技术难度最大、技术含量最高的是电熔刚玉,主要产品包括电熔α-β氧化铝和电熔β-AL₂O₃。电熔刚玉质耐火材料结构致密,高温下可以有效抵抗玻璃液或碱蒸气的侵蚀,并且几乎不会污染玻璃液,是全氧燃烧熔窑不可或缺的材料。电熔α-β氧化铝常被用在全氧燃烧玻璃熔窑的大碹上,它与电熔β-AL₂O₃砖类似,玻璃相含量低,不易形成液相和杂质。而电熔β-AL₂O₃一般用在玻璃液冷却区域展现出优良的耐碱侵蚀性能,但如用于投料区上部结构就很容易受粉尘微粒的侵蚀。

此外,低玻璃相电熔锆刚玉在高温下玻璃相的渗出虽很低,使其具有更高的抗蠕变性能,可以将熔窑的使用温度从1600℃提高到1650℃这有利于全氧燃烧玻璃熔窑的上部结构的稳定,因而低玻璃相电熔锆刚玉材料被普遍用于该部位。

镁铝尖晶石质耐火材料

全氧燃烧玻璃窑大碹特殊的使用条件,要求碹顶用耐火材料具有较好的抗碱侵蚀性和较小的高温蠕变率。表1列出了硅、 尖晶石和刚玉质耐火材料的成本和性能。其中尖晶石和α-β氧化铝耐火材料具有最大的耐碱性腐蚀性能和良好的热机械性能,它们是比较合适的全氧燃烧玻璃熔窑大碹用耐火材料。但尖晶石材料由于成本较低,因此被优先选择。


目前国内外已有很多将镁铝尖晶石作为玻璃窑大碹耐火材料的应用,并取得了良好的使用效果。

尽管镁铝尖晶石质耐火材料作为全氧燃烧玻璃窑大碹用耐火材料具有广阔的前景,然而镁铝尖晶石的晶体结构非常稳定,在高温下氧离子扩散系数极低,很难烧结致密化。这导致制备的镁铝尖晶石耐火材料出现力学性能较差、在长时 高温荷重条件下蠕变率较大等一系列问题,这推动了对镁铝尖晶石材料的研究。


关键词:玻璃窑 耐火材料
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