热工设备玻璃部分-第三章玻璃池窑操作原理

1、第三章 玻璃池窑操作原理玻璃池窑操作原理 窑炉内玻璃液的流动窑炉内玻璃液的流动 l窑池内玻璃液的流动窑池内玻璃液的流动 l自然对流发生时，表层玻璃液从高温处流自然对流发生时，表层玻璃液从高温处流 向低温处，深层玻璃液则从低温处流向高向低温处，深层玻璃液则从低温处流向高 温处，形成一个循环流。温处，形成一个循环流。 l从熔窑热点处向成型方向有一个循环流，从熔窑热点处向成型方向有一个循环流， 热点向投料口方向也形成一个循环流。热点向投料口方向也形成一个循环流。 窑炉内玻璃液的热交换窑炉内玻璃液的热交换 l 火焰熔窑内的热传递是在窑内火焰空间、玻璃液和配合料火焰熔窑内的热传递是在窑内火焰空间、玻璃液

2、和配合料 内进行的，其间存在固体、液体、气体本身及相互间的热内进行的，其间存在固体、液体、气体本身及相互间的热 交换。交换。 l (1)(1)火焰空间内的热交换：火焰空间内的热交换： 池窑火焰空间内存在着火焰池窑火焰空间内存在着火焰 玻璃液、火焰玻璃液、火焰窑体、窑体窑体、窑体 玻璃液之间的复杂的热交玻璃液之间的复杂的热交 换过程。这些热交换主要包括热辐射和热对流两种传热方换过程。这些热交换主要包括热辐射和热对流两种传热方 式，其中火焰和窑体传给玻璃液的热量式，其中火焰和窑体传给玻璃液的热量 9090是以辐射方是以辐射方 式，式，1010是以对流方式传递的，并且火焰传给玻璃液的热是以对流方式传

3、递的，并且火焰传给玻璃液的热 量比传给窑体的热量多。量比传给窑体的热量多。 l (2)(2)玻璃液内的热交换：玻璃液内的热交换： 玻璃液内同样进行着复杂的热交玻璃液内同样进行着复杂的热交 换。玻璃液内的传热方式以辐射和传导为主，对流作用较换。玻璃液内的传热方式以辐射和传导为主，对流作用较 小，当采用鼓泡和搅拌技术之后能强化对流传热。小，当采用鼓泡和搅拌技术之后能强化对流传热。 l (3)(3)配合料内的导热：配合料内的导热： 窑内配合料料层为含有大量气体的窑内配合料料层为含有大量气体的 多孔固体烧结物。层内气体较多，热阻较大，热导率较小。多孔固体烧结物。层内气体较多，热阻较大，热导率较小。 玻

4、璃熔制工艺制度玻璃熔制工艺制度 l合理的熔制工艺制度是正常生产的保证。合理的熔制工艺制度是正常生产的保证。 熔窑熔制四小稳作业熔窑熔制四小稳作业( (即温度稳、压力稳、即温度稳、压力稳、 泡界线稳、液面稳泡界线稳、液面稳) )对于获得高产、优质、对于获得高产、优质、 低消耗、长窑龄起了重要作用。低消耗、长窑龄起了重要作用。 l一大稳是指热工制度要稳。一大稳是指热工制度要稳。 l池窑的工艺制度包括温度、压力、泡界线、池窑的工艺制度包括温度、压力、泡界线、 液面、气氛和换向等。液面、气氛和换向等。 3-1 玻璃熔制的温度制度玻璃熔制的温度制度 l温度制度是指熔化部的温度制度，而非全温度制度是指熔化

5、部的温度制度，而非全 窑的温度制度。温度制度是指沿熔化部窑窑的温度制度。温度制度是指沿熔化部窑 长度方向的温度分布，用温度曲线表示。长度方向的温度分布，用温度曲线表示。 l温度曲线通常是一条由几个温度测定值连温度曲线通常是一条由几个温度测定值连 成的折线表示成的折线表示 l浮法玻璃熔窑通常采用数字光学高温计测浮法玻璃熔窑通常采用数字光学高温计测 量小炉腿温度，并与窑顶热电偶的测定值量小炉腿温度，并与窑顶热电偶的测定值 比较。比较。 熔窑上部空间温度波动范围被控制熔窑上部空间温度波动范围被控制 在土在土55。 实际生产中重点部位常用测定点有：实际生产中重点部位常用测定点有： l1 1、大碹顶部中

6、心线若干点，卡脖碹中心、大碹顶部中心线若干点，卡脖碹中心 线一点，冷却部碹顶中心线若干点；线一点，冷却部碹顶中心线若干点； l2 2、熔化部各小炉之间或小炉腿或挂钩砖；、熔化部各小炉之间或小炉腿或挂钩砖； l3 3、冷却部胸墙；、冷却部胸墙； l4 4、浮法窑的冷却部末端；、浮法窑的冷却部末端； l5 5、 蓄热室、空气（煤气）烟道，总烟道蓄热室、空气（煤气）烟道，总烟道 及中间闸板前和烟囱根部；及中间闸板前和烟囱根部； 浮法玻璃熔窑的温度曲线浮法玻璃熔窑的温度曲线 l 浮法玻璃熔窑的温度曲线一般有三种，即浮法玻璃熔窑的温度曲线一般有三种，即“山山”形、形、“桥桥” 形曲线、形曲线、 (3)“

7、(3)“双高双高”曲线曲线 。 l (1)“(1)“山山”形曲线形曲线 是以往国内平板玻璃厂主要采用的温度是以往国内平板玻璃厂主要采用的温度 曲线。曲线。“山山”形曲线的特点是热点突出，热点与形曲线的特点是热点突出，热点与1 1号小炉号小炉 及末对小炉间的温差大，泡界线清晰稳定。热点后的温度及末对小炉间的温差大，泡界线清晰稳定。热点后的温度 梯度大，从而保证玻璃液的必要冷却。梯度大，从而保证玻璃液的必要冷却。 l (2)“(2)“桥桥”形曲线与形曲线与“山山”形曲线相近，有一个热点温度，形曲线相近，有一个热点温度， 热点前后两对小炉的温度与最高温度相差不大，温度曲线热点前后两对小炉的温度与最高

8、温度相差不大，温度曲线 似拱桥形。其特点是熔化高温带较长，有利于提高玻璃配似拱桥形。其特点是熔化高温带较长，有利于提高玻璃配 合料熔化速度和玻璃液的澄清，国外采用此种温度制度的合料熔化速度和玻璃液的澄清，国外采用此种温度制度的 较多。缺点，温度梯度小，向投料口的对流就弱，易产生较多。缺点，温度梯度小，向投料口的对流就弱，易产生 “跑料跑料”现象，同时形成的泡界线薄而模糊，不整齐。现象，同时形成的泡界线薄而模糊，不整齐。 浮法玻璃熔窑的温度曲线浮法玻璃熔窑的温度曲线 l (3)“(3)“双高双高”曲线即曲线即“双高热负荷点双高热负荷点”温度制度，其核心温度制度，其核心 是减少处在泡沫稠密区的小炉

9、的燃料分配量，降低此处的是减少处在泡沫稠密区的小炉的燃料分配量，降低此处的 热负荷。因为浮在液面上的稠密泡沫热阻较大，使火焰对热负荷。因为浮在液面上的稠密泡沫热阻较大，使火焰对 玻璃玻璃 液的传热困难，如果热负荷不减小，则火焰的大部液的传热困难，如果热负荷不减小，则火焰的大部 分热量会留在上部空间传给胸墙和窑顶，分热量会留在上部空间传给胸墙和窑顶， 使它们的温度使它们的温度 升高，这样，既缩短了池窑寿命，又浪费了燃料。升高，这样，既缩短了池窑寿命，又浪费了燃料。 l “双高双高”曲线的特点是在配合料较多的曲线的特点是在配合料较多的 1#1#、2#2#小炉投入小炉投入 较多的燃料，使配合料在此处

10、被基本熔化了；适当减少处较多的燃料，使配合料在此处被基本熔化了；适当减少处 在泡沫稠密区的在泡沫稠密区的 3#3#、4#4#小炉的燃料量，以降低此处耐火小炉的燃料量，以降低此处耐火 材料的热负荷；增大材料的热负荷；增大 5#5#小炉燃料量，以利于强化玻璃液小炉燃料量，以利于强化玻璃液 的高温澄清和均化作用；的高温澄清和均化作用；6#6#小炉半开或开小，以适应成型小炉半开或开小，以适应成型 的需要。由于的需要。由于“双高双高” ” 曲线合理分配了燃料，因而能够曲线合理分配了燃料，因而能够 降低燃料消耗量。降低燃料消耗量。 如何控制温度的稳定如何控制温度的稳定 控制热点处温度波动在土控制热点处温度

11、波动在土 1010。 热点处火焰长度微达到对面胸墙，其余各热点处火焰长度微达到对面胸墙，其余各 对小炉火焰长度不得超过热点处火焰长度。对小炉火焰长度不得超过热点处火焰长度。 影响火焰的因素会影响池窑的温度影响火焰的因素会影响池窑的温度 l包括燃料的质量、用量、和空气过剩系数包括燃料的质量、用量、和空气过剩系数 l燃油熔窑的温度控制，主要是根据温度的燃油熔窑的温度控制，主要是根据温度的 升降趋势，调整单位时间的供油量，升降趋势，调整单位时间的供油量， l并根据用油量的大小，调整雾化介质及助并根据用油量的大小，调整雾化介质及助 燃空气的用量。燃空气的用量。 l油、气、风之间比例调节已从手动调节走油

12、、气、风之间比例调节已从手动调节走 向自动控制，可由微机集中控制油压、雾向自动控制，可由微机集中控制油压、雾 化介质与重油压力比值、分区调节熔化温化介质与重油压力比值、分区调节熔化温 度等。度等。 影响温度变化的因素影响温度变化的因素 l 在燃料质量好、数量足时，风火配比基本合理，达到合理在燃料质量好、数量足时，风火配比基本合理，达到合理 的燃烧，此时火焰如果白亮有力，温度多是上升，否则多的燃烧，此时火焰如果白亮有力，温度多是上升，否则多 是下降，要根据不同情况解决。是下降，要根据不同情况解决。 l 从熔化情况和窑内颜色来观察，一般熔化好，泡界线近，从熔化情况和窑内颜色来观察，一般熔化好，泡界

13、线近， 料堆小，窑内白亮，温度会上涨，否则会下降。如果热点料堆小，窑内白亮，温度会上涨，否则会下降。如果热点 温度降低（即热点不明显）温度降低（即热点不明显） ，这时沿窑长度方向的温差，这时沿窑长度方向的温差 减小，回流的力量也随之降低，相对地讲，料堆前进力量减小，回流的力量也随之降低，相对地讲，料堆前进力量 加大，引起泡界线向外移，熔化不良，出现这种情况，必加大，引起泡界线向外移，熔化不良，出现这种情况，必 须突出热点，用火焰把泡界线烧回来。当泡界线往近移的须突出热点，用火焰把泡界线烧回来。当泡界线往近移的 过程中，冷却部的温度反而是降低的，直至泡界线稳定以过程中，冷却部的温度反而是降低的，

14、直至泡界线稳定以 后，冷却部温度才能上升到正常。后，冷却部温度才能上升到正常。 l 总烟道的温度上升时，窑内温度多是上升的。总烟道的温度上升时，窑内温度多是上升的。 影响温度变化的因素影响温度变化的因素 l大窑内的压力大，燃烧速度慢，火浑，容大窑内的压力大，燃烧速度慢，火浑，容 易造成冷却部温度高。易造成冷却部温度高。 l若窑内压力小或负压，吸入冷空气，会使若窑内压力小或负压，吸入冷空气，会使 各处温度下降。各处温度下降。 3-2 3-2 如何控制玻璃液面的稳定如何控制玻璃液面的稳定 玻璃熔制的液面控制玻璃熔制的液面控制 l玻璃液面的波动不仅严重影响成型作业和玻璃液面的波动不仅严重影响成型作业

15、和 加快池壁砖的蚀损，波动剧烈时还会产生加快池壁砖的蚀损，波动剧烈时还会产生 溢料现象，溢料现象， 蚀损胸墙砖和小炉底板砖，蚀损胸墙砖和小炉底板砖， 所以必须保持稳定。所以必须保持稳定。 l玻璃液面波动值一般要求为土玻璃液面波动值一般要求为土0.5mm0.5mm， 要要 求高的为土求高的为土0.1mm0.1mm。 如何控制玻璃液面的稳定如何控制玻璃液面的稳定 3-3 3-3 如何控制泡界线的稳定如何控制泡界线的稳定 玻璃熔制的泡界线制度玻璃熔制的泡界线制度 l 在正常作业条件下，进入熔窑的配合料受到二方在正常作业条件下，进入熔窑的配合料受到二方 面的作用，一是投料机将料堆向前推进的力，另面的作

16、用，一是投料机将料堆向前推进的力，另 一是从热点向投料口的回流，对料堆施加的阻止一是从热点向投料口的回流，对料堆施加的阻止 其前进的反方向的力，二个力平衡时，料堆就固其前进的反方向的力，二个力平衡时，料堆就固 定在熔窑的某一位置消失。定在熔窑的某一位置消失。 l 未熔粉料颗粒和反应放出的气体形成泡沫稠区，未熔粉料颗粒和反应放出的气体形成泡沫稠区， 泡沫稠密区与洁净玻璃液之间就形成了一条整齐泡沫稠密区与洁净玻璃液之间就形成了一条整齐 明晰的分界线，在线的里面，玻璃形成反应激烈明晰的分界线，在线的里面，玻璃形成反应激烈 进行，进行， 液面有很多泡沫；而在线的外面，液面像液面有很多泡沫；而在线的外面

17、，液面像 镜子一样明亮，这条分界线就是泡界线。镜子一样明亮，这条分界线就是泡界线。 用泡界线的位置和形状来判断熔化作业的正常与否用泡界线的位置和形状来判断熔化作业的正常与否 l标准标准 l实际生产中，泡界线应向澄清区凸出，两实际生产中，泡界线应向澄清区凸出，两 边对称，最好不能偏斜。泡界线应整齐清边对称，最好不能偏斜。泡界线应整齐清 楚，线外液面清亮，楚，线外液面清亮， 无沫子。无沫子。 泡界线移近或移远的原因？泡界线移近或移远的原因？如何纠正？如何纠正？ l 当熔化部温度高时，玻璃液粘度减少，回流速度当熔化部温度高时，玻璃液粘度减少，回流速度 加快，参与回流的液量增多，配合料迅速熔化，加快，

18、参与回流的液量增多，配合料迅速熔化， 泡界线趋近投料口即泡界线趋近投料口即泡界线移近。泡界线移近。 l 熔化部温度低时，玻璃液粘度变大，回流慢，液熔化部温度低时，玻璃液粘度变大，回流慢，液 量少；未熔配合料增多，泡界线挪后变远即量少；未熔配合料增多，泡界线挪后变远即泡界泡界 线移远。线移远。 l 泡界线移近，需降低热点的温度、增加投料。泡界线移近，需降低热点的温度、增加投料。 l 泡界线跑远，需升高热点的温度、减少投料。泡界线跑远，需升高热点的温度、减少投料。 玻璃熔制过程中为什么会发生玻璃熔制过程中为什么会发生“跑料跑料”现象现象？如何纠正？如何纠正？ l当窑内横向温差变大时，原居次要地位的

19、当窑内横向温差变大时，原居次要地位的 横向液流明显加剧，泡界线紊乱、模糊，横向液流明显加剧，泡界线紊乱、模糊， 直至偏斜，发生直至偏斜，发生“跑料跑料”现象。现象。 l因此，因此，要做到泡界线的稳定，除生产能力要做到泡界线的稳定，除生产能力 （即出料量）应保持基本平衡外，操作人（即出料量）应保持基本平衡外，操作人 员必须严格执行既定的熔制制度，注意随员必须严格执行既定的熔制制度，注意随 时调节，以保证热点位置的稳定和横向温时调节，以保证热点位置的稳定和横向温 差的最小波动。差的最小波动。 l温度变化时，必须先找出温度变化的原因，温度变化时，必须先找出温度变化的原因， 如燃料质量，燃料与助燃风比

20、例是否恰当，如燃料质量，燃料与助燃风比例是否恰当， 个别小炉的闸板是否有脱落或变化。在温个别小炉的闸板是否有脱落或变化。在温 度控制中，如实际温度超出作业温度范围，度控制中，如实际温度超出作业温度范围， 在调节温度时，燃料与助燃风量不能大开在调节温度时，燃料与助燃风量不能大开 大关，否则会造成窑内温度较大的波动，大关，否则会造成窑内温度较大的波动， 造成泡界线新的不稳定。造成泡界线新的不稳定。 配合料中碎玻璃比例的变化影响泡界线的稳定配合料中碎玻璃比例的变化影响泡界线的稳定 l 碎玻璃与配合料经混合投入窑内熔化。碎玻璃熔碎玻璃与配合料经混合投入窑内熔化。碎玻璃熔 化所需热量，远远低于配合料熔化

21、化所需热量，远远低于配合料熔化 所需热量。所需热量。 l 一般工厂碎玻璃比例控制在一般工厂碎玻璃比例控制在 20%20%左右，但特殊情左右，但特殊情 况下碎玻璃比例有所变化。况下碎玻璃比例有所变化。 l 当碎玻璃比例增大时，泡界线便变近；碎玻璃比当碎玻璃比例增大时，泡界线便变近；碎玻璃比 例减少时，泡界线变远。两者都对生产的稳定带例减少时，泡界线变远。两者都对生产的稳定带 来影响，因此必须严格控制碎玻璃添加的比例。来影响，因此必须严格控制碎玻璃添加的比例。 3-4 如何控制窑压的稳定如何控制窑压的稳定 玻璃熔制的压力制度玻璃熔制的压力制度 l 池窑压力制度用压力分布曲线表示。窑内压力是池窑压力

22、制度用压力分布曲线表示。窑内压力是 指气体系统所具有的静压。指气体系统所具有的静压。 l 与温度曲线相似，压力分布曲线是一条有多个转与温度曲线相似，压力分布曲线是一条有多个转 折点的折线，压力分布曲线有两种：折点的折线，压力分布曲线有两种： l 一种是整个气体流程一种是整个气体流程( (从进气到排烟从进气到排烟) )的压力分布，的压力分布， 简称气流压力分布；简称气流压力分布； l 另一种是沿玻璃液流程的空间压力分布，另一种是沿玻璃液流程的空间压力分布， 简称纵简称纵 向压力分布。向压力分布。 l 影响窑压的因素有烟囱抽力和气流沿程阻力。影响窑压的因素有烟囱抽力和气流沿程阻力。 l 窑压的测量

23、采用微差压计，测点设在熔窑澄清部窑压的测量采用微差压计，测点设在熔窑澄清部 两侧液面处附近。两侧液面处附近。 窑内气流压力分布窑内气流压力分布 分析窑压过大的原因分析窑压过大的原因 3-5 玻璃熔制的气氛控制玻璃熔制的气氛控制 l 窑内气体按其化学组成以及具有的氧化或还原能窑内气体按其化学组成以及具有的氧化或还原能 力分为氧化气氛、中性气氛、还原气氛三种。力分为氧化气氛、中性气氛、还原气氛三种。 l 从理论上讲，当窑内空气过剩系数大于从理论上讲，当窑内空气过剩系数大于 1 1，燃烧，燃烧 产物中有多余的氧，具有氧化能力时称为氧化气产物中有多余的氧，具有氧化能力时称为氧化气 氛。氛。 l 当窑内

24、空气过剩系数等于当窑内空气过剩系数等于 1 1，燃烧产物中没有多，燃烧产物中没有多 余的氧和未燃烧完全的一氧化碳时称为中性气氛。余的氧和未燃烧完全的一氧化碳时称为中性气氛。 l 当窑内空气过剩系数小于当窑内空气过剩系数小于 1 1，燃烧产物中含一定，燃烧产物中含一定 量的一氧化碳，具有还原能力时称为还原气氛。量的一氧化碳，具有还原能力时称为还原气氛。 l 生产中通过各分支烟道闸板和对应的喷嘴调节各生产中通过各分支烟道闸板和对应的喷嘴调节各 对小炉的空气对小炉的空气/ /燃料比，控制火焰气氛。燃料比，控制火焰气氛。 l 熔制平板玻璃芒硝料时，为保证芒硝在高温时充熔制平板玻璃芒硝料时，为保证芒硝在

25、高温时充 分分解，分分解，1#1#、2#2#小炉需还原气氛，不使配合料中小炉需还原气氛，不使配合料中 的碳粉烧掉；的碳粉烧掉；3#3#、4#4#小炉是热点区，需要中性气小炉是热点区，需要中性气 氛；氛；5#5#、 6#6#小炉是澄清、均化区，需用氧化焰。小炉是澄清、均化区，需用氧化焰。 l 判断窑内气氛性质除用气体分析法外，还可按火判断窑内气氛性质除用气体分析法外，还可按火 焰亮度来估计。焰亮度来估计。 l 火焰明亮者为氧化焰，火焰明亮者为氧化焰， l 火焰不大亮、稍有点浑浊为中性焰；火焰不大亮、稍有点浑浊为中性焰； l 火焰发浑者为还原焰。火焰发浑者为还原焰。 l 采用不同的燃料，火焰状况也

26、不同。采用不同的燃料，火焰状况也不同。 换向系统的操作换向系统的操作 l换向系统的操作换向系统的操作 换向操作分人工操作和自换向操作分人工操作和自 动操作，每动操作，每 20min 20min 换火一次。换火一次。 换火程序换火程序 l 燃油熔窑的换火，其空气换向与燃煤气换向相同，燃油熔窑的换火，其空气换向与燃煤气换向相同， 而油和雾化介质的换向主要依靠电磁阀来控制，而油和雾化介质的换向主要依靠电磁阀来控制， 以开通一侧的油和介质进入熔化池，而切断另一以开通一侧的油和介质进入熔化池，而切断另一 侧的油与介质封闭于管道之内。侧的油与介质封闭于管道之内。 l 某厂的换火控制如下：熔窑为南北方向。当

27、火焰某厂的换火控制如下：熔窑为南北方向。当火焰 由西火换成东火时，首先同时关闭西侧油阀和开由西火换成东火时，首先同时关闭西侧油阀和开 启东侧的介质阀，间隔启东侧的介质阀，间隔 2 2秒钟后，同时开启东侧秒钟后，同时开启东侧 油阀和关闭西侧介质阀。油阀和关闭西侧介质阀。 l 而助燃风是与第一程序同步进行。总的换火时间而助燃风是与第一程序同步进行。总的换火时间 约约 8-108-10秒。秒。 3.6 3.6 耐火材料的主要技术性能要求耐火材料的主要技术性能要求 l耐火材料是指耐火度不低干耐火材料是指耐火度不低干 1500(1500(我国我国 和前苏联订为和前苏联订为 1580)1580)的无机非金

28、属材料的无机非金属材料 或制品。或制品。 l耐火材料除具有一定的耐火度外还需要耐火材料除具有一定的耐火度外还需要 具备以下主要技术性能：具备以下主要技术性能： l(1)(1)为适应高温操作要求，应具有在足够高为适应高温操作要求，应具有在足够高 的温度下不软化、不熔融的性能；的温度下不软化、不熔融的性能； l(2)(2)能够承受窑炉的荷重和在操作过程中所能够承受窑炉的荷重和在操作过程中所 作用的应力，在高温下承受一定负荷不丧作用的应力，在高温下承受一定负荷不丧 失结构强度、不发生变形和破坏现象；失结构强度、不发生变形和破坏现象； 耐火材料的主要技术性能要求耐火材料的主要技术性能要求 l (3)(

29、3)在高温下体积稳定，不产生过大的膨胀或收缩，在高温下体积稳定，不产生过大的膨胀或收缩， 窑炉砌体或浇注体不因体积的胀缩而出现裂缝或窑炉砌体或浇注体不因体积的胀缩而出现裂缝或 崩裂；崩裂； l (4)(4)只有良好的抗热震性，在一定的温度激变和热只有良好的抗热震性，在一定的温度激变和热 冲击条件下不被裂；冲击条件下不被裂； l (5)(5)具有一定的耐化学侵蚀性能经受气体、液体具有一定的耐化学侵蚀性能经受气体、液体 和固体侵蚀介质的长期作用而不致迅速蚀损，并和固体侵蚀介质的长期作用而不致迅速蚀损，并 能承受高温下的氧化能承受高温下的氧化还原作用；还原作用； l (6)(6)在使用过程中，耐火材

30、料还常受到高温高速流在使用过程中，耐火材料还常受到高温高速流 动的火焰和烟尘的磨蚀、液态金属和熔渣的冲刷动的火焰和烟尘的磨蚀、液态金属和熔渣的冲刷 侵蚀，以及金属等物料的撞击磨损等，应具有良侵蚀，以及金属等物料的撞击磨损等，应具有良 好的高温耐磨件。好的高温耐磨件。 3.7 3.7 玻璃熔窑用耐火材料的种类玻璃熔窑用耐火材料的种类 l 1 1、硅砖、硅砖 l 硅砖是玻璃窑炉上较常用的耐火材料，是单一硅砖是玻璃窑炉上较常用的耐火材料，是单一 氧化物组成的酸性耐火材料，热稳定性好，氧化物组成的酸性耐火材料，热稳定性好， 在在 650650以下抗热冲击性极差。因此烤窑时，在以下抗热冲击性极差。因此烤

31、窑时，在 650650以下要缓慢升温。以下要缓慢升温。 硅砖的耐火度不是很硅砖的耐火度不是很 高，但荷重软化温度高，适用于高温下长期使高，但荷重软化温度高，适用于高温下长期使 用。用来作碹顶时，用。用来作碹顶时， 可承受很高的压力。可承受很高的压力。 硅硅 砖的抗热冲刷性极差，不能用来作与玻璃液接砖的抗热冲刷性极差，不能用来作与玻璃液接 触的耐火材料。触的耐火材料。 硅砖掉进玻璃液中会慢慢扩散、硅砖掉进玻璃液中会慢慢扩散、 溶解，不污染玻璃液。溶解，不污染玻璃液。 l 硅砖的价格低，是物美价廉的耐火材料。硅砖的价格低，是物美价廉的耐火材料。 玻璃熔窑用耐火材料的种类玻璃熔窑用耐火材料的种类 l

32、2 2、粘土砖、粘土砖 l粘土砖是偏酸性的耐火材料，随着砖中氧粘土砖是偏酸性的耐火材料，随着砖中氧 化铝含量的增加，其酸性逐渐减弱。它的化铝含量的增加，其酸性逐渐减弱。它的 导热系数和热膨胀率是所有耐火材料中最导热系数和热膨胀率是所有耐火材料中最 低的，低的， 其耐火度很高其耐火度很高(15801770)(15801770)但荷但荷 重软化温度低，粘土砖的抗热振性较好，重软化温度低，粘土砖的抗热振性较好， 波动范围大，一般均大于波动范围大，一般均大于1010次，在玻璃窑次，在玻璃窑 炉中用作池底大砖。炉中用作池底大砖。 玻璃熔窑用耐火材料的种类玻璃熔窑用耐火材料的种类 l 3 3、高铝耐火材料

33、、高铝耐火材料 l 高铝砖是指含高铝砖是指含 AlAl2 2O O3 3 46% 46%以上的铝硅酸质或纯氧化以上的铝硅酸质或纯氧化 铝质的烧结制品。一般高铝砖含铝质的烧结制品。一般高铝砖含 AlAl2 2O O3 3 80% 80%以下以下, ,含含 AlAl2 2O O3 3 在在 80%80%以上的称为刚玉砖。以上的称为刚玉砖。 高铝砖呈中性，高铝砖呈中性， 它的真密度、耐火度、热膨胀率、荷重软化温度它的真密度、耐火度、热膨胀率、荷重软化温度 都随都随AlAl2 2O O3 3含量的增加而提高含量的增加而提高, ,导热系数随温度升高导热系数随温度升高 而降低。而降低。 高铝砖是粘土砖的高

34、温型，可用于玻璃高铝砖是粘土砖的高温型，可用于玻璃 窑炉的高温部位。窑炉的高温部位。 刚玉砖按生产方法有烧结法和刚玉砖按生产方法有烧结法和 电熔烧铸法两种。烧结刚玉砖耐火度可达电熔烧铸法两种。烧结刚玉砖耐火度可达20002000， 使用可达使用可达18001800，但其热膨胀性大，与气孔率相，但其热膨胀性大，与气孔率相 同的莫来石质耐火材料比较，其抗热冲击性差。同的莫来石质耐火材料比较，其抗热冲击性差。 玻璃熔窑用耐火材料的种类玻璃熔窑用耐火材料的种类 l 4 4、碱性耐火材料、碱性耐火材料( (含镁耐火材料含镁耐火材料) ) l 以氧化镁为主成分以方镁石为主晶相的耐火材料以氧化镁为主成分以方

35、镁石为主晶相的耐火材料 统称为碱性耐火材料。统称为碱性耐火材料。 碱性耐火材料主要用于蓄碱性耐火材料主要用于蓄 热室格子砖，它的导热系数大，使用寿命长，体热室格子砖，它的导热系数大，使用寿命长，体 积密度大，使蓄热室的蓄热量增加。碱性耐火材积密度大，使蓄热室的蓄热量增加。碱性耐火材 料的气孔率较低；热膨胀系数随温度上升而直线料的气孔率较低；热膨胀系数随温度上升而直线 增加，是各种耐火材料中最大的，使用中应注意增加，是各种耐火材料中最大的，使用中应注意 留足够的膨胀缝。留足够的膨胀缝。 碱性耐火材料在碱性耐火材料在900900以上是以上是 非绝缘体，导电性很好，不能作为高温绝缘材料。非绝缘体，导

36、电性很好，不能作为高温绝缘材料。 碱性耐火材料绝对不能用于煤气蓄热室，并且在碱性耐火材料绝对不能用于煤气蓄热室，并且在 4016040160时长时间与水蒸汽接触会发生时长时间与水蒸汽接触会发生 水合作用，水合作用， 这会使砖体结构松散而损坏，所以贮存时要保持这会使砖体结构松散而损坏，所以贮存时要保持 干燥。码格子砖前，蓄热室要烘干。干燥。码格子砖前，蓄热室要烘干。 4 4、碱性耐火材料、碱性耐火材料 l 目前，镁质耐火材料的主要品种有：目前，镁质耐火材料的主要品种有： l 普通镁砖普通镁砖 以烧结镁石为原料，经烧结制成，含以烧结镁石为原料，经烧结制成，含 MgOMgO 91% 91%左右，是硅

37、酸盐直接结合的左右，是硅酸盐直接结合的 镁质耐火制镁质耐火制 品，生产与使用广泛。品，生产与使用广泛。 l 直接结合镁砖直接结合镁砖 以高纯烧结镁砂为原料，经烧结以高纯烧结镁砂为原料，经烧结 制成。含制成。含MgOMgO 95% 95%以上，是方镁石晶粒直接结合的以上，是方镁石晶粒直接结合的 镁质耐火制品。镁质耐火制品。 l 镁硅砖镁硅砖 以高硅的烧结镁石为原料，经烧结制成，以高硅的烧结镁石为原料，经烧结制成， 含含SiOSiO2 2 5%11%, 5%11%,是镁橄榄石结合的镁质耐火制品。是镁橄榄石结合的镁质耐火制品。 l 镁铬砖镁铬砖 以烧结镁石为主要原料，加入适量铬矿，以烧结镁石为主要原

38、料，加入适量铬矿， 经烧结制成经烧结制成, ,含含CrCr2 2O O3 3 8%20% 8%20%。 玻璃熔窑用耐火材料的种类玻璃熔窑用耐火材料的种类 l 5 5、电熔耐火材料、电熔耐火材料 l 电熔耐火材料是将精确配好的混合料在电弧炉中电熔耐火材料是将精确配好的混合料在电弧炉中 熔融，然后在砂型模中浇注成形，铸块经热处理熔融，然后在砂型模中浇注成形，铸块经热处理 后再进行机械加工。熔炼过程可得到完整粗大的后再进行机械加工。熔炼过程可得到完整粗大的 结晶体和致密的结构。与烧结耐火材料比较，它结晶体和致密的结构。与烧结耐火材料比较，它 具有结构致密、气孔率很低、体积密度大、机械具有结构致密、气

39、孔率很低、体积密度大、机械 强度和高温结构强度高、耐玻璃液侵蚀性强等特强度和高温结构强度高、耐玻璃液侵蚀性强等特 点。目前生产的主要品种有：电熔莫来石砖、电点。目前生产的主要品种有：电熔莫来石砖、电 熔锆刚玉砖、电熔铬锆刚玉砖、电熔石英砖、电熔锆刚玉砖、电熔铬锆刚玉砖、电熔石英砖、电 熔刚玉砖等。熔刚玉砖等。 5 5、电熔耐火材料、电熔耐火材料 l (1) (1) 电熔莫来石砖电熔莫来石砖 l 莫来石砖是以莫来石为主晶相的铝硅系统耐火制莫来石砖是以莫来石为主晶相的铝硅系统耐火制 品。耐火温度在品。耐火温度在18501850左右，荷重软化左右，荷重软化 温度高，温度高， 高温蠕变率低，抗热振性好

40、。高温蠕变率低，抗热振性好。 l (2)(2)电熔锆刚玉砖电熔锆刚玉砖 l 电熔锆刚玉砖属于电熔锆刚玉砖属于AlAl2 2O O3 3-ZrO-ZrO2 2-SiO-SiO2 2 系统系统( (简称简称 AZS AZS 砖砖) )。按照。按照 ZrOZrO2 2 的含量划分，分为三的含量划分，分为三 级，级， 与此相应牌号为：与此相应牌号为：AZS-33(AZS-33(含含 ZrOZrO2 2 33%) 33%)、AZS-36 AZS-36 ( (含含ZrOZrO2 236%)36%)、AZS-41 (AZS-41 (含含ZrOZrO2 241%)41%)。 电熔锆刚电熔锆刚 玉砖是以锆英石和

41、工业氧化铝为主要原料，再加玉砖是以锆英石和工业氧化铝为主要原料，再加 入少量的富锆砂入少量的富锆砂( (为了提高为了提高 ZrOZrO2 2 的的 含量含量) )、纯碱、纯碱 和硼砂。和硼砂。 5 5、电熔耐火材料、电熔耐火材料 l 电熔锆刚玉砖使用时注意事项电熔锆刚玉砖使用时注意事项 l 还原气氛下制造的锆刚玉砖抗侵蚀性较差。还原气氛下制造的锆刚玉砖抗侵蚀性较差。 l 电熔锆刚玉砖玻璃相与高温玻璃液接触会电熔锆刚玉砖玻璃相与高温玻璃液接触会 生成高生成高 黏度层，这是锆刚玉砖抗侵蚀性能好的关键。这黏度层，这是锆刚玉砖抗侵蚀性能好的关键。这 要求玻璃相软化温度要高，所以砖中要求玻璃相软化温度要

42、高，所以砖中 除了除了 AlAl2 2O O3 3、 SiOSiO2 2、NaNa2 2O O外，其他成分较少。外，其他成分较少。 l 但是在电熔化时由于使用石墨衬砖和石墨电极，但是在电熔化时由于使用石墨衬砖和石墨电极， 因而会产生还原气氛，在高温下使用时形不成高因而会产生还原气氛，在高温下使用时形不成高 黏度的保护层，可能使玻璃液中产生条纹和结石。黏度的保护层，可能使玻璃液中产生条纹和结石。 l 而氧化法生产的电熔锆刚玉砖不用石墨衬砖，电而氧化法生产的电熔锆刚玉砖不用石墨衬砖，电 极虽然还用石墨，但采用长弧法熔化，可以使砖极虽然还用石墨，但采用长弧法熔化，可以使砖 中含碳量低于中含碳量低于0

43、.005%0.005%，抗侵蚀性大为提高。，抗侵蚀性大为提高。 3.8 3.8 玻璃窑用耐火材料的选用原则玻璃窑用耐火材料的选用原则 应根据池窑各部位所处条件不同，选用不同应根据池窑各部位所处条件不同，选用不同 的耐火材料。并且在使用一个周期以后，各主要的耐火材料。并且在使用一个周期以后，各主要 部位耐火材料损坏程度相近似，而不应盲目采用部位耐火材料损坏程度相近似，而不应盲目采用 高级耐火林料，以免造成浪费。玻璃池窑选用耐高级耐火林料，以免造成浪费。玻璃池窑选用耐 火材料的原则如下：火材料的原则如下： l (1)(1)根据窑炉的种类及窑体各部位的特点合理地根据窑炉的种类及窑体各部位的特点合理地

44、 选用耐火材料，力求选用耐火材料，力求“按需用材按需用材”关键部位用优关键部位用优 质材料，次要部位用一般材质，作到质材料，次要部位用一般材质，作到“合理搭配，合理搭配， 与窑龄同步与窑龄同步” l (2)(2)根据玻璃成分选用相应的耐火材料根据玻璃成分选用相应的耐火材料 l (3)(3)根据耐火材料的使用性能选用耐火材料根据耐火材料的使用性能选用耐火材料 l (4)(4)尽可能选用成批生产的耐火材料尽可能选用成批生产的耐火材料 l (5)(5)要避免耐火材料之间的接触反应要避免耐火材料之间的接触反应 3.9 3.9 各部位窑用耐火材料的选用各部位窑用耐火材料的选用 l 1 1、与火焰接触部分

45、耐火材料的选用、与火焰接触部分耐火材料的选用 l (1)(1)窑顶和胸墙用砖窑顶和胸墙用砖 这部分砖体的损坏特征是蚀这部分砖体的损坏特征是蚀 损损( (主要是碱性硫酸盐凝聚，形成蜂巢主要是碱性硫酸盐凝聚，形成蜂巢 状的蚀损状的蚀损) ) 和烧损。要求使用在高温下使用，对碱蒸气极稳和烧损。要求使用在高温下使用，对碱蒸气极稳 定的、并且具有高荷重软化温度和定的、并且具有高荷重软化温度和 抗蠕变性能的抗蠕变性能的 材质。熔窑火焰空间大都采用优质硅砖。材质。熔窑火焰空间大都采用优质硅砖。 l 近年来，近年来， 熔化部的胸墙采用电熔熔化部的胸墙采用电熔 AZSAZS3333# #砖。砖。 AZSAZS砖

46、对碱蒸气和配合料粉尘有良好抗蚀性，砖对碱蒸气和配合料粉尘有良好抗蚀性， 同同 时在时在12001200以上时，抗热冲击性也很好，以上时，抗热冲击性也很好， 窑压对窑压对 空间砖体的使用有一定影响，窑压偏大时会加剧空间砖体的使用有一定影响，窑压偏大时会加剧 火焰对砖体的冲刷，尤其是对砖缝的侵蚀。砖缝火焰对砖体的冲刷，尤其是对砖缝的侵蚀。砖缝 是薄弱处，蚀损往住从砖缝开始，且不断扩大，是薄弱处，蚀损往住从砖缝开始，且不断扩大， 所以，不仅要用适宜的耐火所以，不仅要用适宜的耐火 材料，还要选用相应材料，还要选用相应 的砌砖耐火泥，并尽量减小砖缝宽度，提高气密的砌砖耐火泥，并尽量减小砖缝宽度，提高气密

47、 性。性。 3.9 3.9 各部位窑用耐火材料的选用各部位窑用耐火材料的选用 l (2) (2)前脸墙前脸墙 l 前脸墙受到配合料的蚀损和热振作用及溢出火焰前脸墙受到配合料的蚀损和热振作用及溢出火焰 的严重冲刷，是池窑的薄弱的严重冲刷，是池窑的薄弱 部位之一，目前使用部位之一，目前使用 电熔电熔AZSAZS3333砖或烧结砖或烧结 AZSAZS砖，也有将优质硅砖和砖，也有将优质硅砖和 烧结烧结 AZSAZS砖复合使用砖复合使用 的。前脸墙除采用优质砖外，的。前脸墙除采用优质砖外， 还需配合风冷。还需配合风冷。 l (3)(3)小炉用砖小炉用砖 l 小炉用砖要求能耐高温、耐侵蚀、耐冲刷，还要小炉

48、用砖要求能耐高温、耐侵蚀、耐冲刷，还要 有一定的抗热震性。目前，有一定的抗热震性。目前， 小炉喷火口碹砖、喷小炉喷火口碹砖、喷 火口侧墙砖、底板砖和喷嘴砖选用电熔火口侧墙砖、底板砖和喷嘴砖选用电熔 AZS AZS 砖砖 ( (最薄弱的部位要用电熔最薄弱的部位要用电熔 AZSAZS4141# #砖砖) )，但要注意，但要注意 该砖在该砖在100010001200 1200 范围。由于晶体转变而发生范围。由于晶体转变而发生 的剥落现象。底板砖的剥落现象。底板砖 也可用烧结的致密刚玉砖，也可用烧结的致密刚玉砖， 小炉斜坡碹、水平通道等一般选用硅砖。小炉斜坡碹、水平通道等一般选用硅砖。 3.9 3.9

49、 各部位窑用耐火材料的选用各部位窑用耐火材料的选用 l 2 2 、与玻璃液接触部分耐火材料的选用、与玻璃液接触部分耐火材料的选用 l (1)(1)池壁砖池壁砖 目前，池壁砖主要采用电熔锆刚玉砖。目前，池壁砖主要采用电熔锆刚玉砖。 池壁砖水平砖缝处易被蚀损，这是由于玻璃液流池壁砖水平砖缝处易被蚀损，这是由于玻璃液流 利向上钻蚀的作用。此处也是气、液、利向上钻蚀的作用。此处也是气、液、 固三相界固三相界 面。作为池壁砖的材质，要求能耐侵蚀，不给玻面。作为池壁砖的材质，要求能耐侵蚀，不给玻 璃液造成任何缺陷璃液造成任何缺陷( (如条纹、结石、气泡如条纹、结石、气泡) )，不对，不对 玻璃液着色，有一

50、定的抗热震件和较低的导热性。玻璃液着色，有一定的抗热震件和较低的导热性。 理想的池壁砖材质是电熔锆刚玉砖，熔化部池壁理想的池壁砖材质是电熔锆刚玉砖，熔化部池壁 通常采用含氧化锆通常采用含氧化锆4141的电熔的电熔 AZSAZS砖砖( (法国牌号法国牌号 17111711系列系列) )，冷却部采用含，冷却部采用含 氧化锆氧化锆3333的电熔的电熔 AZSAZS砖。砖。 ( (法国牌号法国牌号16811681系列系列) )。 对于电熔对于电熔AZSAZS产产 品，品， 烤窑时要注意在烤窑时要注意在 l050 l050 一一11501150范围内的由范围内的由 于晶型转变伴随的体积异常变化。于晶型转

51、变伴随的体积异常变化。 3.9 3.9 各部位窑用耐火材料的选用各部位窑用耐火材料的选用 l (2)(2)池底砖池底砖 l 要求池底砖能耐磨，且具整体性。要求池底砖能耐磨，且具整体性。 l 现多采用多层式复合池底结构，现多采用多层式复合池底结构， 一般是底砖一般是底砖( (粘粘 土大砖土大砖) )的下面砌保护层，粘土大砖的上面铺设锆的下面砌保护层，粘土大砖的上面铺设锆 英砂捣打料或电熔锆刚玉捣打料，后者较好。这英砂捣打料或电熔锆刚玉捣打料，后者较好。这 层捣打料和池底烧结后成一整体要求不收缩也层捣打料和池底烧结后成一整体要求不收缩也 不膨胀、没有裂缝、十分致密，最大限度地阻止不膨胀、没有裂缝、十分致密，最大限度地阻止 了玻璃液的渗漏，形成了具有足够