玻璃窑池的介绍
玻璃池窑是最普遍的一种玻璃熔窑。由于配合料在这种窑的槽形池内被熔化成玻璃液,故名池窑。
一.玻璃池窑的分类
根据熔制玻璃使用的热源,熔制过程的连续性,玻璃产品的种类和生产规模,窑内火焰的流动方向,烟气余热回收设备,玻璃池窑有多种分类。玻璃池窑的分类方法很多,例如:按使用热源,熔制过程的连续性,烟气余热回收设备,窑内火焰流动的方向,制造的产品,窑的规模,成型方法等等。目前我过基本上采用火焰池窑。其构造由玻璃溶剂,热源供给,余热回收,排烟供气四大部分组成。玻璃熔制部分,相当于玻璃溶质过程,池窑窑体沿长度方向分成熔化部,冷却部和成形部。
•熔化部
熔化部是进行配合料熔化和玻璃液澄清,均化的部分,鉴于现用火焰表面加热的熔化方法,熔化部分分为上下两部分。上部分为火焰空间,下部分为窑池。火焰空间由窑拱和胸墙组成。窑池由池壁和池底两部分构成,均用大砖砌筑,其形状基本上成长方形或正方形,池壁池底的厚度常取300mm。
•冷却部
冷却部是熔化好的玻璃液进一步均化和冷却后的部位,也是将玻璃液分配给各供应料通路的部位。他也氛围上部空间与窑池两部分,结构与熔化部大体相同。
二.玻璃池窑的工作环境
玻璃池窑是在恶劣的环境下工作,窑衬材料的损坏主要受以下因素影响。
•化学侵蚀
玻璃液本身富含二氧化硅,属酸性。当窑衬材料与玻璃液接触,或在气液相的作用下,粉料,粉尘的飞散等作用下,受化学侵蚀严重。尤其是池底和池壁处,长期受玻璃液侵蚀,化学侵蚀更严重。在蓄热室的格子转,烟气温度高,含尘较多等条件很苛刻。故在选用耐火材料时,能抗侵蚀是最关键的。池底池壁的材料应该是酸性的。近年来,熔池重要部位优先采用系列的电熔砖。考虑到窑池构造的特殊性,池壁和池底均用大砖砌筑而非小砖,古材料以熔铸为主。
•机械冲刷
机械冲刷主要是玻璃液流的强烈冲刷,如熔化部的窑坎处。其次是物料的机械冲刷如加料口处。为此选用的耐火材料应具有较高的强度和耐冲刷。
•高温作用
玻璃窑池的工作温度高达1600度,各部位的温度波动在100-200度。还应注意到,窑衬是在长期的高温作用下服役,选材时要能耐高温侵蚀,同时还要不污染玻璃液。玻璃池窑不与玻璃接触的部位,如上部结构的窑顶窑墙和喷火口,装料系统等,损毁是高温作用,粉尘冲刷和各种挥发物的化学侵蚀。挥发物来源于玻璃液,配合料和燃烧产物,主要成分是碱金属氧化物等等。这些挥发物在高温下以碱蒸汽的状态存在,温度低时冷凝成液相。池窑上部,换热装置用耐火材料见表。
表1 池窑非玻璃液接触部位用耐火材料

三.玻璃窑池用耐火材料
根据玻璃窑池的工作环境,综合考虑导致窑衬损毁的诸因素:化学侵蚀,机械冲刷,温度波动和高温作用,窑炉材料的选择主要有下列系列:
•氧化铝和二氧化硅
此系列两端员的材料是主要的材料,即硅砖(普通硅砖,优质硅砖),刚玉砖,此外,尚有莫来石砖,黏土砖,高铝砖等。
黏土砖黏土砖有不同的品种,诸如低气孔黏土砖,超低气孔黏土砖,底蠕变,低气孔,低铁黏土砖等等。这些黏土砖,主要应用在蓄热中下部墙,下部格子砖,支撑弦等部位。
硅制耐火材料硅制耐火材料属酸性材料,它具有较强的抵抗酸性渣或溶液侵蚀的能力,具有良好的高温性能:如耐火度为1690-1730度,荷重软化开始温度为1640-1680度。体积膨胀率较大,当温度为1450度时约产生的总体积膨胀,有利于保证砌体的结构强度和气密性。故硅砖是玻璃窑的主要材质,广泛应用在大弦,胸墙,蓄热室弦顶等部位。
刚玉砖刚玉砖的主晶相为刚玉,它具有优良的性质,如熔点高,硬度大,是中性矿物,因而制品硬度大,抗冲刷,耐磨,同时抗侵蚀。在玻璃池窑中得到了应用。玻璃熔窑用熔铸氧化铝耐火制品的技术见表。
表2 玻璃窑用大型粘土质乃货砖技术指标

表3 瓶罐池窑用硅砖的技术指标

表4 优质硅泥

•二氧化硅和二氧化锆系列
该制品是锆石英砖。砖的主体原料为锆石英石。锆石英石的熔点高为2550加热到1750无收缩现象,不受熔化玻璃和炉渣的近世影响。在玻璃池窑熔化部的胸墙,拱脚池底密封层等部位使用。
表5 玻璃窑用硅砖理化指标

•氧化镁氧化铝 氧化镁氧化铬 氧化镁二氧化硅
该制品主要是直接结合镁砖,诶铝砖,直接结合镁铬砖以及镁橄榄石砖等。这些产品主要应用在蓄热室作格子砖使用。于蓄热室处的上,中部格子砖,处在空气与煤气的工作环境,氧化还原反复,高温温度的变化,粉料飞散,碱蒸汽的凝缩,如此环境,优选碱性耐火材料做格子砖。此外,蓄热室尚有采用高铝砖。建材工业窑炉用直接结合镁铬砖技术指标见表。
表6 锆刚玉的牌号

•隔热耐火材料
为了节能,玻璃窑带有保温结构的日益增多。这些隔热材料如黏土质隔热耐火砖,硅质各如耐火砖,硅藻土砖以及保温捣打料等。
表7 黏土质隔热耐火砖的技术要求


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