玻璃池窯的分類
根據熔制玻璃使用的熱源,熔制過程的連續性,玻璃產品的種類和生產規模,窯內火焰的流動方向,煙氣餘熱回收設備,玻璃池窯有多種分類。玻璃池窯的分類方法很多,例如:按使用熱源,熔制過程的連續性,煙氣餘熱回收設備,窯內火焰流動的方向,製造的產品,窯的規模,成型方法等等。目前我國基本上採用火焰池窯。其構造由玻璃溶劑,熱源供給,餘熱回收,排煙供氣四大部分組成。玻璃熔制部分,相當於玻璃溶質過程,池窯窯體沿長度方向分成熔化部,冷卻部和成形部。
熔化部
熔化部是進行配合料熔化和玻璃液澄清,均化的部分,鑒於現用火焰表面加熱的熔化方法,熔化部分分為上下兩部分。上部分為火焰空間,下部分為窯池。火焰空間由窯拱和胸牆組成。窯池由池壁和池底兩部分構成,均用大磚砌築,其形狀基本上成長方形或正方形,池壁池底的厚度常取300mm。
冷卻部
冷卻部是熔化好的玻璃液進一步均化和冷卻後的部位,也是將玻璃液分配給各供應料通路的部位。他也氛圍上部空間與窯池兩部分,結構與熔化部大體相同。
玻璃池窯的工作環境
玻璃池窯是在惡劣的環境下工作,窯襯材料的損壞主要受以下因素影響。
化學侵蝕
玻璃液本身富含二氧化矽,屬酸性。當窯襯材料與玻璃液接觸,或在氣液相的作用下,粉料,粉塵的飛散等作用下,受化學侵蝕嚴重。尤其是池底和池壁處,長期受玻璃液侵蝕,化學侵蝕更嚴重。在蓄熱室的格子轉,煙氣溫度高,含塵較多等條件很苛刻。故在選用耐火材料時,能抗侵蝕是最關鍵的。池底池壁的材料應該是酸性的。近年來,熔池重要部位優先採用系列的電熔磚。考慮到窯池構造的特殊性,池壁和池底均用大磚砌築而非小磚,古材料以熔鑄為主。
機械沖刷
機械沖刷主要是玻璃液流的強烈沖刷,如熔化部的窯坎處。其次是物料的機械沖刷如加料口處。為此選用的耐火材料應具有較高的強度和耐沖刷。
高溫作用
玻璃窯池的工作溫度高達1600度,各部位的溫度波動在100-200度。還應注意到,窯襯是在長期的高溫作用下服役,選材時要能耐高溫侵蝕,同時還要不污染玻璃液。玻璃池窯不與玻璃接觸的部位,如上部結構的窯頂窯牆和噴火口,裝料系統等,損毀是高溫作用,粉塵沖刷和各種揮發物的化學侵蝕。揮發物來源於玻璃液,配合料和燃燒產物,主要成分是鹼金屬氧化物等等。這些揮發物在高溫下以鹼蒸汽的狀態存在,溫度低時冷凝成液相。池窯上部,換熱裝置用耐火材料見表。
表1 池窯非玻璃液接觸部位用耐火材料
項目 指標
BN-40a BN-40b
Al2O3/% 不小於 40 40
Fe2O3/% 不大於 1.5 1.8
荷重軟化開始溫度/度 0.2Mpa 不低於 1450 1400
重燒線變化/% 1400度 2h 0 –0.4 0 –0.4
顯氣孔率/% 不大於 18 18
常溫耐壓強度/Mpa 不小於 49.0 3403
表3 瓶罐池窯用矽磚的技術指標
指標
磚種
熔蝕指數
Al2O3+2(K2O+Na2O)%
荷重軟化
溫度(0.6%)/。c
荷重軟化
溫度(0.6%)/。c
優質矽磚
表4 優質矽泥
牌號 項目 BGN-96
耐火度/。C 不低於 1710
抗折黏結度/Mpa
110度 乾燥後 不小於
1400度 3h 燒後
0.8
1.0
粒度組成/%
最大顆粒徑 不大於
0.074mm 不小於
0.5 ,
二氧化矽和二氧化鋯系列
該製品是鋯石英磚。磚的主體原料為鋯石英石。鋯石英石的熔點高為2550加熱到1750無收縮現象,不受熔化玻璃和爐渣的近世影響。在玻璃池窯熔化部的胸牆,拱腳池底密封層等部位使用。
表5 玻璃窯用矽磚理化指標
項目 指標
BG-96 BG-95 BG-94
SiO2/% 不小於 95.5 95 94
Fe2O3% 不大於 1.0 1.2 1.5
耐火度/。C 不低於 1710
顯氣孔率/%
單重不大於15kg的磚 不大於 20 2122
單重不大於15.7-40kg的磚 不大於 2122 22
常溫耐壓強度/Mpa 不小於 29.4 24.5
真密度/g·cm-3 不大於 2.37 2.38 2.38
氧化鎂氧化鋁 氧化鎂氧化鉻 氧化鎂二氧化矽
該製品主要是直接結合鎂磚,誒鋁磚,直接結合鎂鉻磚以及鎂橄欖石磚等。這些產品主要套用在蓄熱室作格子磚使用。於蓄熱室處的上,中部格子磚,處在空氣與煤氣的工作環境,氧化還原反覆,高溫溫度的變化,粉料飛散,鹼蒸汽的凝縮,如此環境,優選鹼性耐火材料做格子磚。此外,蓄熱室尚有採用高鋁磚。建材工業窯爐用直接結合鎂鉻磚技術指標見表。
表6 鋯剛玉的牌號
製品名稱代號 牌號 氧化鋯/%
AZS 33 33
3636
41 41
隔熱耐火材料
為了節能,玻璃窯帶有保溫結構的日益增多。這些隔熱材料如黏土質隔熱耐火磚,矽質各如耐火磚,硅藻土磚以及保溫搗打料等。
表7 黏土質隔熱耐火磚的技術要求
項目 項目
DMC-12 DMC-9-B DMC-9-A DMC-6 DMC-4
化學成分/%
MgO 不小於 60 70 70 75 80
Cr2O3 不小於 12 9 9 6 4
SiO2 不大於 3.2 3.0 2.8 2.8 2.5
顯氣孔率/% 不大於 19 19 19 18 18
體積密度 不小於 3000 2980 2980 2950 2930
常溫耐壓強度 不小於 35 40 40 40 40
0.2Mpa荷重軟化開始溫度 1580 1580 1600 1600 1600
抗熱震性/次
1100度 水冷 不低於
4 4 4 4 4
線膨脹率 由生產廠定期檢測,並提供給用戶