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耐火材料行業知識

玻璃池爐用耐火材料的性質和結構選擇

耐火材料是玻璃工業中的基礎材料。耐火材料的原料是多種多樣的,有酸性的、堿性的。在制造過程中,這些原料之間發生固相反應、液相反應和固液相反應。耐火材料從本質上看是非均質體,不但有固相,還有液相和氣相。耐火材料的物理性質通常包括強度、密度、容重、氣孔率、透氣性、電絕緣等。耐火材料的熱學性質主要是耐火度、熱膨脹系數、高溫荷重軟化溫度、熱導率、耐熱沖擊性等。
玻璃熔窯是耐火材料構成的熔制玻璃的熱工設備。選擇玻璃窯用耐火材料,應該考慮窯型、使用部位以及損毀機理、熔制玻璃的品種和顏料的種類等。玻璃窯用耐火材料首先應該能很好的抵抗玻璃熔體和氣體作用物的侵蝕,并應具有足夠高的荷重軟化溫度和熱穩定性。
通常希望窯爐各個部位的耐火材料不出現局部早蝕損現象,以確保整個窯爐具有足夠長的使用壽命。但由于玻璃窯各部位的機械、物理和化學條件不同,這就要求所用耐火材料的性能要與其相適應,同時要求對相鄰的其他種類磚材不產生不利的影響。另外要考慮磚材的價格,應盡量考慮采用價格低廉又可由倉庫迅速供貨的常用標準尺寸的定型磚。
①耐火材料的各種性質
②耐火材料的選擇原則在玻璃工業中耐火材料的質量對于提高玻璃產品的質量、節約燃料、延長熔窯壽命、降低玻璃生產成本具有重大的意義。耐火材料是玻璃窯爐的物質基礎,它對窯爐的整體效益影響極大,必須合理選材。池窯各部位的工作狀態不同,要求耐火材料的性能也不同。
③耐火材料的結構耐火材料是不均質體,通常由晶相、非晶相(玻璃相)及氣相三部分組成。隨著耐火材料的種類不同,這三相之間的比例也是各式各樣的。除去氣相外,晶相和非晶相的化學成分又可以有很大的變化。同時耐火材料的各種性質又與這三相組成比例有一定的關系。如耐火度不但與晶相、非晶相的化學成分有關,還與它們的比例有關,并且與這兩相的分布狀態有關。其他性質也在不同程度上與這三相的情況有關系。
另一方面,耐火材料的性能和其組織結構有關。兩種高鋁磚的耐火度同樣是1805°C,氣孔率和其他物理性質基本相同,大部分熱性質也類似,但實際上用于蓄熱室墻時,會有很大的差別:一種使用后被侵蝕的表面光滑,整個磚被侵蝕程度均勻一致,另一種磚被侵蝕后表面十分粗糙,有粒狀物被變質的玻璃相結合而殘留,整個磚被侵蝕得強烈,大部分都脫落了。這是由于耐火材料的結合物不同造成的。一般燒結耐火材料的顆粒部分(黏土耐火材料中稱為熟料)是由結合物黏結在一起的。高鋁耐火材料很多是用耐火黏土作結合物,將高鋁顆粒結合在一起的。這種耐火黏土不但耐火度低于整個高鋁磚的耐火度,而且由于制造中磚的氣孔全部集中在此處,使整個結合物較差。增強結合物的方法很多。一般采用的是把高鋁材料粉碎成很小的顆粒,其大小與耐火黏土顆粒度接近。這樣兩種成分均勻混合,緊密共存,燒成后結合物就被增強了。上述高鋁磚被侵蝕的程度之所以不同就是由于結合物情況不同造成的。由此看來,耐火材料各種性質不但與晶相和非晶相性質有關,與晶相、非晶相、氣相分布和比例有關,還與其燒結情況和分布狀態有很大的關系。因此在選用耐火材料時,要從組成相和組織結構這兩個方面來了解耐火材料的性能。一般看來,耐火材料的化學成分和X射線分析顯示的各種化學成分分布情況是影響相組成的主要因素。而氣孔率、透氣性對組織結構影響也較大。其他各種性質與組成相和組織結構也都有關系。


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