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耐火材料行業知識

玻璃窯用耐火材料的標準簡述

隨著新型耐火材料不斷的開發研制,耐火材料的質量不斷提高,進而使得玻璃工業在高溫強化熔融技術上取得了優異的成績。


   
玻璃熔窯用耐火材料要經受高溫、火焰、堿性飛料、玻璃液等的物理化學侵蝕作用,因此玻璃窯用耐火材料必須滿足除一般工業爐用耐火材料外的玻璃熔制工藝上的特殊要求。比如要有相當高的高溫力學強度,并且高溫體積穩定性好,與此同時還要抗玻璃液、堿性飛料、火焰的侵蝕能力強的足夠高的耐火度。

                                             
   
耐火材料按其耐火度可分為普通耐火制品,一般耐火度在1580 1770℃ ,以及耐火度在 1770 2000℃ 的高耐火制品,除此之外還有耐火度高于2000特高耐火制品。玻璃熔窯常用的耐火材料簡單可分為以下幾種:

   1SiO 2 系的硅氧質耐火材料
   
a.
白泡石。
   
   
白泡石同時又可稱白砂石、泡沙石,是一種由高嶺石粘結的石英砂巖的天然耐火材料。外觀選擇應以青灰色、致密堅硬、不含雜質和條紋者為佳。其主晶相以石英和高嶺石為主。有明顯的層狀構造和各向異性。白泡石的耐火度波動在 1650 1730℃ 之間。
   
   
白泡石的膨脹性與硅磚不同, 700 800℃ 時的熱膨脹系數最大,此時最易炸裂。煅燒后的白泡石,荷重軟化溫度與耐壓強度都有明顯提高,殘余膨脹小,體積穩定,抗熱沖擊性也大為改善,所以一般都采用煅燒后的白泡石作耐火材料。在中小型池窯上已廣泛用作池磚。


b.
硅磚。
   
    硅磚
是以 SiO 2 為主體的耐火材料。它是由純度高、結晶細密的石英質巖石與少量石灰乳混合后經煅燒而成。其中熟料是廢硅磚粉。其成分范圍是: 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 %,國家標準規定有三種牌號。
   
   
硅磚的主要耐火礦相是鱗石英和方石英、少量未轉化的殘余石英,此外還有極少量的玻璃相。硅磚中各種不同變體的晶型轉化都伴隨有體積的變化。最大的熱膨脹發生在 300℃ 以下,因此,在烤窯時須特別注意;在 700℃ 以上一般不會對硅磚砌體造成破壞。硅磚的熱穩定性較差, 850℃ 的硅磚在水中急冷而不破壞的次數只有 1 2 次。硅磚是酸性耐火材料,有良好的抗酸性渣性能,但對堿性組分的耐蝕能力差,抗玻璃液的沖刷能力也差。
   
   
由于硅磚的荷重軟化溫度高、抗玻璃液中 R 2 O 的能力差,所以它適用于砌筑各種碹體、山墻、冷卻部胸墻等。不適宜砌筑與玻璃液相接觸的池壁等。  
   
    2
.硅酸鋁質耐火材料 (Al 2 O 3 -Si0 2 )
   
    (1)
粘土磚。
   
   
粘土磚是由耐火粘土為主要原料制成的耐火磚。 Al 2 O 3 的含量在 30 %~ 46 %,主晶相是莫來石與部分 SiO 2 晶體 ( 以方石英為主 ) ,并有相當數量的玻璃相。耐火度可達 1580 1750℃ ,但荷重軟化溫度只有 1300 1450℃ 。因此,允許的使用溫度也相應降低,一般為 1300℃ 以下。它主要用于熔窯溫度較低的部位,如池底磚、熔化部和冷卻部最下層的池壁磚、大梁磚、蓄熱室下部的墻、爐條碹、格子磚下部、煙道碹等。
   
    (2)
高鋁磚。
   
   
它以高鋁礬土為原料,在 1500℃ 下燒制而成。隨 Al 2 O 3 的增加,又可分為硅線石制品、莫來石制品、莫來石 - 剛玉制品、剛玉 - 莫來石制品以及剛玉制品。隨 A1 2 0 3 含量不同,其主晶相也不相同, Al 2 O 3 含量低時以莫來石晶相為主,含量高時以剛玉晶相為主,其中均含有少量的玻璃相。
   
   
高鋁磚的耐火度、荷重軟化溫度、抗玻璃液侵蝕的能力都比粘土磚高。因此,它主要用于溫度較高的承重部位,如蓄熱室的間隔墻和側墻、蓄熱室的半圓碹等。
   
    3
A1 2 O 3 -Si0 2 -ZrO 2 系電熔類耐火材料  
   
在電弧爐中把耐火材料的原料進行熔化,然后經澆注成型、最后緩慢冷卻而成。其特點是結構致密、氣孔率低、容積密度大、 荷重軟化溫度高、耐蝕性能優良。
   
    (1)
最早的電熔耐火材料:電熔鋯莫來石磚 ( 又稱黑鐵磚 )
    (2)
電熔鋯剛玉磚
   
電熔鋯剛玉磚,又稱白鐵磚,主要晶相為斜鋯石 (Zr0 2 )和緊密共存的剛玉 (α-Al 2 0 。 ),玻璃相的含量比較少。這種組織穩定而致密鋯剛玉磚,具有較強的抗玻璃液侵蝕,是目前最佳的抗玻璃液侵蝕材料。
   
    電熔鋯剛玉磚
成分范圍為: A1 2 0 3 47 %~ 51 %; ZrO 2 30 %~ 43 %; Si0 2 10 %~ 18 %。一般把電熔鋯剛玉磚中按 ZrO 2 含量分為 36 # 、 33 # 、 41# 等若干級。比如熔窯投料池、池壁、流液洞、噴嘴磚、下間歇磚等與玻璃液相接觸的部位,電熔鋯莫來石磚和電熔鋯剛玉磚是主要材料。





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