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玻璃熔窑用熔铸耐火材料的特性

编辑:耐火浇注料   时间:2021-08-17    浏览:   
2021年 8月 17日 玻璃熔窑用耐火材料主要为熔铸耐火材料,一方面,熔铸工艺便于制造出大型制品,浇注料 有利于减少砖缝和沿砖缝的 侵蚀;另一方面,熔铸材料很少含有开口气孔,玻璃液难以侵入到材料内部。因此,熔铸材料具有普通烧结耐火材料不 可比拟的抗侵蚀性。但是,不同电熔耐火材料的抗侵蚀性仍有很大差别。所以,应该根据窑炉部位和材料性能来合理 配套使用耐火材料。图1显示了不同熔铸耐火材料在不同温度玻璃液中侵蚀95h后的抗侵蚀性试验结果。

从图1可知:1400℃以下,各熔铸材料的侵蚀速率都很小;1400℃以上,抗侵蚀性的强弱排序是:Cr2O3-Al2O 3、41#AZS、36#AZS、33#AZS、α,β-Al2O3。

由于Cr2O3的着色性,平板玻璃窑使用Al2O3-SiO2-ZrO2系的熔铸耐火材料。玻璃窑熔化部采用33#、36#和4 1#熔铸AZS砖综合砌筑。通常,41#熔铸AZS用于苛刻的部位,36#熔铸AZS用于侵蚀中等的部位,33#熔铸AZS用于 相对温和部位。冷却部应尽量采用熔铸氧化铝砖。冷却部的胸墙可以采用β-Al2O3砖,池壁和铺底砖可以采用α,β-A l2O3熔铸砖

1、熔铸锆刚玉材料

图3是熔铸AZS砖显微结构的背散射电子像(背散射电子图像的特点是物相亮度与平均原子序数成正比)。其中,白 色大颗粒为一次斜锆石;麻点状白色物质为铝锆共析体中的斜锆石;基质中暗灰色板条状物质为刚玉;基质中亮灰色物质 为玻璃相。

熔铸锆刚玉材料的析晶过程:首先在斜锆石的初晶空间析出一次斜锆石;然后在斜锆石-刚玉共析线上析出铝锆共晶 体;最后析出玻璃相和剩余的晶体。玻璃相起到降低熔化温度,扩大浇铸温度范围,松弛热应力的作用。但是,玻璃相 是耐火材料中的薄弱环节,极大影响材料的抗侵蚀性。

熔铸锆刚玉砖的侵蚀过程:首先,砖中的玻璃相被池窑玻璃取代;随后,刚玉溶解,增加液相黏度,减缓侵蚀速 度,直至刚玉耗尽;接着,熔铸耐火材料解体,其中,耐火浇注料 难熔的斜锆石进入窑内,成为结石。如果被溶解的耐火材料组分 未被混匀,这些物质就会形成条纹。条纹的组分和玻璃不同,会影响气体的溶解度,并提供形核界面致使气泡析出。 结石、条纹和气泡是影响玻璃质量的主要缺陷。

熔铸α,β-氧化铝材料约含45%(w)的α-Al2O3和55%(w)的β-Al2O3,约1%的杂质相,2%的气孔率。熔铸β-氧 化铝砖主要由大晶粒β-Al2O3组成,耐磨浇注料 杂质相可忽略,气孔率约4%。熔铸α,β-氧化铝或β-氧化铝材料不含玻璃相,又 没有难熔晶相,对玻璃质量不会产生不良影响,在1350℃以下具有良好的抗侵蚀性。因此,熔铸α,β-氧化铝材料广 泛用于冷却部,β-氧化铝材料则用于冷却部的上部结构。

2、熔铸氧化铝材料

α,β-氧化铝熔铸材料具有极为优异的抗碱蒸气侵蚀能力。试验表明:其在全氧燃烧玻璃窑内作为碹砖,使用4?8 年后几乎没有发生明显变化。因此,估计α,β-氧化铝熔铸材料至少可以使用2个窑役。

3、蓄热室用熔铸格子砖

玻璃窑蓄热室起回收余热,预热空气、节省燃耗和改善熔化的作用。格子砖是蓄热室中的关键材料。

我国玻璃窑蓄热室普遍使用烧结材料作为格子砖。烧结材料中含有大量的开放性气孔。这些气孔严重影响材料的 抗蠕变、抗侵蚀、防堵塞和导热性能。因成型条件的限制,烧结材料也很难制成具有特殊的形状(如波纹)、尺寸(如薄 壁)的产品。所以,烧结砖的性能和寿命都不如熔铸砖。

我国很早就试制了熔铸格子砖,但一直没有形成批量制造能力。熔铸格子砖的单重较小,外形复杂,制造过程麻烦,尺 寸精度较高,不易保证合格率。
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