全氧燃烧玻璃熔窑主要部位用耐火材料
发布日期： 2020-05-29 16:20:53 阅读量（372） 作者：根据熔窑使用与耐火材料同步损耗的要求, 窑期结束时熔窑各部位的蚀损情况应基本相近, 以达到经济、合理的效果。大碹、池壁、胸墙被列为全氧燃烧玻璃熔窑的关键部位, 其选材的优劣直接影响到熔窑的寿命及玻璃企业的整体利益。
1，熔窑胸墙
通常, 全氧熔窑胸墙选用熔铸AZS砖。窑中火焰的冲刷对胸墙砖产生机械磨损。同时, 热气流的冲击引起碱性粉料大量飞扬, 使部分Na2O和K2O黏附于胸墙表面,不断与胸墙砖的某些组分发生反应, 引起化学侵蚀。此外, 火焰空间中的碱蒸气直接从砖缝及开口气孔进入砖的内部, 发生化学侵蚀。就砖体自身而言, 闭口气孔和砖中残余碳氧化形成的气体在高温下体积急剧膨胀, 将砖中的液相挤出。这个过程与温度和碱蒸气的共同作用有关, 使大量液相渗出砖外,加剧了砖体的剥落。因此, 在全氧燃烧玻璃熔窑中, 胸墙部位的熔铸AZS砖同样也要进行必要的改进, 主要是降低玻璃相含量, 使其在用于上部结构时玻璃相的渗出量
更少, 同时可提高砖的抗蠕变性能。
2，熔窑大碹碹顶
传统上,大碹使用的主要是硅砖。硅砖的荷重软化温度高,价格比较便宜。硅砖作为大碹使用时,在碱性组分作用下,砖体表面被熔蚀,形成富含SiO2 的新玻璃相,由于其黏度高,不仅堵塞了气孔,而且阻碍了碱性组分向砖内进一步扩散, 只有当砖表面的高黏度玻璃相流失时, 砖体才进一步受到侵蚀。另外, 由于温度变化产生的多晶转变伴随着体积变化而使砖体疏松。由于全氧燃烧窑窑顶内表面的温度比空气助燃时降低了25～50℃,但碱蒸气浓度却相应高了4 ～ 5倍, 且气流冲力很大, 这些都大大加速了窑顶硅砖的蚀损。
低熔点的硅酸盐玻璃相富集在硅砖表面, 在重力及环境条件的影响下, 尤其是碱蒸气浓度较高且气流冲力较大的情况下, 硅砖表面反应物以熔滴的形式滴下, 碱蒸气趁机向硅砖内部扩散, 加速硅砖的侵蚀。同时, 硅砖熔蚀损坏后, 还会使砌筑在硅砖下的熔铸AZS砖产生“硅流蚀损”现象, 从而使熔窑使用寿命缩短, 并给玻璃液带来耐火材料结石, 使玻璃的成品率下降。因此, 硅砖并不是适合长窑龄熔窑的大碹材质。
硅砖的优点是价廉质轻, 如果对其组织结构和玻璃相组成进行改进, 就可以用在全氧燃烧窑的大碹上。王杰曾等经多次试验后得到了一种改良硅砖, 其结构致密,玻璃相为CaO·SiO2 , 其熔融温度达1520℃, 能够耐浓碱蒸气的侵蚀。
通常评价常规熔铸AZS砖质量的重要指标是玻璃相渗出量。熔铸AZS砖表面高黏度液相的屏障作用是进一步保证其寿命的关键。然而,AZS材料含有大量SiO2,高的碱蒸气浓度将导致碱物质侵入量大;而降低砖中玻璃相的黏度,将导致渗出严重。因此, 如果采用熔铸AZS砖作为碹顶材料, 必须作很大的改进。
熔铸α,β-Al2O3砖适用于熔窑的大多数部位。如果因熔铸α,β-Al2O3砖价格昂贵,难以承担, 则从热点到桥墙必须采用熔铸α,β-Al2O3砖。表1列出了当前全氧燃烧条件下玻璃熔窑碹顶选用的几种耐火材料。
3，熔窑池壁
通常全氧燃烧窑中池壁也选用熔铸AZS砖。普通的熔铸AZS砖,其玻璃相渗出温度约为1400℃;而在约1600℃的高温全氧燃烧熔窑中,大量的玻璃相会不断渗出, 砖中的结晶相变成孤立状,在自重和液流的作用下落入玻璃液中。玻璃液中的碱性氧化物如Na2O、K2O与AZS砖中的Al2O3不断反应,生成霞石及β-Al2O3;砖中ZrO2及Al2O3不断析出到砖体的表面,形成高黏度的保护层,阻止了玻璃液的进一步侵蚀。但是, 玻璃液的冲刷及自身的重力使得这层保护层逐步更新, 侵蚀会进一步加剧全氧燃烧产物中大量的水蒸气与玻璃液表层的组分反应, 形成挥发性的氢氧化物不断逸出玻璃液表面,加剧了池壁三相液面线处的侵蚀。
4，总结
采用全氧燃烧后,窑内排出烟气组分中,碱蒸气浓度猛增,要求熔窑上部耐火材料的抗碱性、耐火度有所提高,所以,需要采用优质的耐火材料。全氧熔窑取消了蓄热室和小炉, 大碹和胸墙选用普通熔铸AZS砖。
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