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玻纤单元窑各结构部位用耐火砖的配置

发布日期: 2019-09-17 10:44:30    阅读量(603)    作者:张红

单元窑是池窑拉丝生产厂家的“心脏”,其选用耐火砖材质量的好坏,对提高玻璃纤维产品质量、增加产量、节约燃料、降低成本及延长窑炉运转寿命,起着非常关键的作用。

耐火砖材在窑炉内长时间受到高温、温度急剧变化及火焰、粉料、玻璃液的物理化学侵蚀与机械冲刷作用,缓慢剥落入玻璃液内,以致给玻璃液带来气泡、波筋及耐火材料结石等各种弊病,使拉丝生产发生困难。

当耐火砖材被侵蚀剥落到一定程度时,单元窑就无法维持正常拉丝作业,必须立即停窑进行冷修。为此,从玻璃熔化质量、拉丝产量及窑炉的运转寿命等项要求来看,单元窑的耐火砖材必须具有足够的耐高温性能,耐温度急变性能及抵抗玻璃液、炉内气氛、火焰及粉料侵蚀与冲刷的性能,对玻璃液基本上没有污染或污染极小、透气性低、热损失小及高温下必要的结构强度等性能。

鉴于单元窑在不同的结构部位有不同的热工要求,故在单元窑的设计中,对窑体的不同部位要选用不同的耐火砖材,以满足生产工艺要术并降低窑炉造价。

单元窑各结构部位选用的主要耐火砖材如下:

1、致密氧化铬砖

据国外专题报道,致密氧化铬砖具有最佳抗高温E玻璃液侵蚀性能,尤其可贵的是,其被侵蚀物剥落基本上对玻璃液不造成污染。所以,已成为E玻璃单元窑的主要耐火砖材。

据称,这种致密氧化铬砖采用等静压法成型。它是将矿石磨成微粉,再采用喷射干燥法,进行均化处理后制成的。微粉中不含任何有机的或其它粘结组分,然后将均化料装入一个特制的橡胶膜袋,排出空气后扎紧,再装入压力容器,并用液压泵泵入压力缸。由此产生的压力可达200MPa,并且各个方向相等,故称为等静压法。用这种新工艺制成的坯料,其致密度非常高,并且很均匀,即使没有焙烧,也没有任何粘结剂,却已坚硬到可以进行切割、钻孔或进行其它机械加工的程度。

这种致密氧化铬砖含Cr2O396%,TiO24%,容重为4.5g/cm3,显气孔率10%,常温耐压强度300N/mm2,荷重软化点1700TaC,耐火度42SK,可逆热膨胀率在1000度条件下为0.75%,导热系数在1200度条件下为3.55w/m.k电阻率在1500度条件下为56欧.cm,其最高使用温度可达1800度。

由于致密氧化铬砖具有上述优异物化性能,故在单元窑中常用于与高温玻璃液接触部位,如熔化部池壁、池底及主通路(包括澄清部与过渡通)池壁,还有主通路池底的爬坡砖(流料槽)及废气入口通道等部位。

这种致密氧化铬砖的常用牌号有:美国CORHART耐火材料公司生产的C一1215C一1215z、CR一100等。德国VGT—DYKO工业耐火材料公司生产的CR95一W8及日本品川耐火材料株式会社生产的UC—PC一95等等。

2、致密氧化锆砖

致密氧化锆砖的抗高温E玻璃液侵蚀性能略低于致密氧化铬砖。

该砖的化学成份为Zr065%,Si034%,容重为4.25g/cm3,显气孔率2%,常温耐压强度100N/mm,荷重软化点1700TaC,耐火度40SK,可逆热膨胀率在1000度条件下为0.50%,导热系数在1200度条件下为3.6w/mk,其最高使用温度为1700度。

致密氧化锆砖在单元窑中常用作与低温玻璃液接触部位及致密氧化铬砖的背衬砖,如熔化部池底砖、投料口上方两侧的间隙砖、澄清部池底砖、主通路池壁的背衬砖及作业通路池底砖等。

致密氧化锆砖的常用牌号有:美国CORHART耐火材料公司生产的ZS一1300ZS一1500、ZS一83、ZS一78等。德国VGT—DYKO工业耐火材料公司生产的ZS65wa,日本品川耐火材料株式会社生产的UC—Z、UC—CZ、UC—CZB,以及我国广州岭南耐火材料有限公司生产的HDZS、DZS等。

此外,德国VGT~DYKO工业耐火材料公司还研制开发了一种新型粗粒结构致密氧化锆砖。普通致密氧化锆砖的基本原料,采用粒度约0.5mm的天然锆砂,而粗粒结构致密氧化锆砖则需加入一定比例的粒度约5mm的粗粒锆砂。这种粒度的天然锆砂是没有的,该公司采用等静压和烧结的方法,专门生产这种粗粒锆砂。加入一定比例的这种粗粒锆砂后,大大改善了砖材内部的组织结构,进而显著提高了砖材的耐急冷急热性能和抗玻璃液侵蚀性能。该砖的化学成分、荷重软化点、耐火度及最高使用温度,均与致密氧化锆砖相同,但其体积密度(容重)为375g/cm3,显气孔率为17%,可逆热膨胀率在1000度条件下为0.45%,导热系数在1200度条件下为2.39w/m.k。由于该砖有极佳的抗热震性能,故可广泛应用于单元窑上部结构及拉丝漏板托砖。该砖的牌号为ZS65ak。

3、标准锆砖

该砖的化学组成为ZrO2 66.2%,Al2O3 0.1%,SiO2 33.1%,Fe2O3 0.1%。其容重为3.73g/cm3,显气孔率为17.6%,冷态液压强度为850kg/cm3,在1000度条件下的热膨胀率为0.48%,在2kg/cm2条件下的荷重软化温度大于1650度。

该砖主要用作致密氧化锆砖的背衬砖、火焰空间的观察孔砖、投料口墙碹砖、碹脚砖,主通路、支通路的火焰空间包括顶盖砖及烧嘴砖,还有烧嘴砖与莫来石砖的过渡砖及窑炉两侧的间隙砖等。

日本品川耐火材料株式会社生产的该砖牌号为ZBK—L。

4、烧结莫来石砖

该砖的化学组成为Al2O3大于74%,SiO2 22.2%,其容重大于2.5g/cm3,显气孔率小于18%,耐火度大于37SK,耐压强度大于700kg/cm2,在2kg/cm2条件下的荷重软化温度大于1650度,在1000度条件下的热膨胀率小于0.6%。

该砖的主要用途是标准锆砖的背衬砖、窑炉的墙、前端墙(即与主通路之间的隔墙)、通路烟道内衬砖、大碹的碹脚及放料口外层砖、换热器入口烟道的外墙砖与废气通路砖等。

此外,熔融莫来石砖还可用作窑炉大碹、胸墙及挡料砖等。

烧结莫来石砖的常用牌号有:日本品川耐火材料株式会社生产的03A4,德国VGT—DYKOZ业耐火材料公司生产的MU75AF。

5、电熔锆刚玉砖

该砖的化学组成为:ZrO2 34%,Al2O3 49.2%,SiO2 15.9%。其容重为3.85g/cm3,显气孔率为0.45%,冷态耐压强度为3000kg/cm3,热膨胀率为0.17%。

该砖的主要用途是熔化部烧嘴砖及投料口砖。日本东芝株式会社生产的该砖牌号为S-3。

6、电熔铬刚玉砖

该砖的化学组成为:Cr2O3 28.3%,Al2O3 58.3%,MgO 6%,Fe2O35.2%。其容重为3.4g/cm3,显气孔率4.3%,冷态耐压强度为2000Kg/cm3,热膨胀率为0.17%。

该砖的主要用途是换热器入口处的烟道砖。日本东芝株式会社生产的该砖牌号为K-3。

7、耐火粘土砖

该砖的化学组成为:SiO2 52%,Al2O3 44%,Fe2O3 1.2%。其容重为2.15g/cm2,显气孔率19%,耐压强度为500kg/cm2,在1000度的条件下,其热膨胀率为0.5%,在2kg/cm2条件下的荷重软化点为1420度。

该砖在单元窑砌筑中,主要用作致密氧化锆砖的背衬砖。日本大阪株式会社生产的耐火粘土系列砖的牌号有:NEOTEX-34,NEOTEX-32,NE0TEX-3O及NE0TEX-PX-30等。

8、耐火保温砖

E玻璃单元窑,要求有极佳的绝热保温层,以提高其热效率。为此,常用低气孔率粘土砖、普通粘土砖、粘土质保温砖、氧化铝与高铝类泡沫保温砖及硬质硅钙板作致密锆砖、标准锆砖及莫来石砖、耐火粘土砖的外层保温材料。

此类耐火保温材料,国内生产均能满足单元窑的使用要术。

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