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耐火材料行业知识

玻璃窑用耐火材料的标准简述

随着新型耐火材料不断的开发研制,耐火材料的质量不断提高,进而使得玻璃工业在高温强化熔融技术上取得了优异的成绩。


   
玻璃熔窑用耐火材料要经受高温、火焰、碱性飞料、玻璃液等的物理化学侵蚀作用,因此玻璃窑用耐火材料必须满足除一般工业炉用耐火材料外的玻璃熔制工艺上的特殊要求。比如要有相当高的高温力学强度,并且高温体积稳定性好,与此同时还要抗玻璃液、碱性飞料、火焰的侵蚀能力强的足够高的耐火度。

                                             
   
耐火材料按其耐火度可分为普通耐火制品,一般耐火度在1580 1770℃ ,以及耐火度在 1770 2000℃ 的高耐火制品,除此之外还有耐火度高于2000特高耐火制品。玻璃熔窑常用的耐火材料简单可分为以下几种:

   1SiO 2 系的硅氧质耐火材料
   
a.
白泡石。
   
   
白泡石同时又可称白砂石、泡沙石,是一种由高岭石粘结的石英砂岩的天然耐火材料。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 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砖。


b.
硅砖。
   
    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
.硅酸铝质耐火材料 (Al 2 O 3 -Si0 2 )
   
    (1)
粘土砖
   
   
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
A1 2 O 3 -Si0 2 -ZrO 2 系电熔类耐火材料  
   
在电弧炉中把耐火材料的原料进行熔化,然后经浇注成型、最后缓慢冷却而成。其特点是结构致密、气孔率低、容积密度大、 荷重软化温度高、耐蚀性能优良。
   
    (1)
最早的电熔耐火材料:电熔锆莫来石砖 ( 又称黑铁砖 )
    (2)
电熔锆刚玉砖
   
电熔锆刚玉砖,又称白铁砖,主要晶相为斜锆石 (Zr0 2 )和紧密共存的刚玉 (α-Al 2 0 ),玻璃相的含量比较少。这种组织稳定而致密锆刚玉砖,具有较强的抗玻璃液侵蚀,是目前最佳的抗玻璃液侵蚀材料。
   
    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 36 # 33 # 41# 等若干级。比如熔窑投料池、池壁、流液洞、喷嘴砖、下间歇砖等与玻璃液相接触的部位,电熔锆莫来石砖和电熔锆刚玉砖是主要材料。





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