本文简要介绍近年来国外开发玻璃窑用电熔AZS-MO复合材料制品及电熔AZS蓄热室组砌式格子砖等新技术的动向。
玻璃窑炉长期在高温下工作,其寿命主要取决于耐火材料质量的提高,特别是接触玻璃液的熔化部池壁AZS砖和蓄热室格子砖等的质量成为决定玻璃窑炉寿命的关键。
为了满足制造高质量玻璃的渴求和进一步提高生产效率及窑炉寿命,近年来国外一些耐火材料公司又开发了几种新品种,兹简要介绍如下:
1、AZS—MO复合材料制品电熔AZS砖几乎是用于玻璃窑熔化部池壁砖唯一的选择,继日本电熔高锆砖的开发及应用后,德国迪迪尔公司所属于公司意大利Refel公司又提出在电熔砖中加入金属钼,以钼作强化剂形成AZS—MO。复合材料的专利。
在高温下,高强度的金属钼具有优良的抗侵蚀性能和不改变玻璃性能的特点,它在高于正常玻璃窑炉的温度下,不与电熔AZS砖中的主要成份铝和锆发生反应,这种化学性能使该强化材料可以在工作条件下保持完整的性能。其作法是在浇铸前将钼薄片适当地放置于模型内,进行浇铸,由于电熔AZS砖在加热过程中热膨胀率比钼略高,而在冷却时的一个阶段内又比钼较小的特点,通过控制冷却速率,即采取特殊的退火工艺,当AZS开始收缩时,使嵌入的钼被周围母体压缩,从而在母体和嵌入物之间获得连续约高强度结合。这种AZS复合材料制品可以应用在玻璃窑炉任何承受严重侵蚀的部位,包括流出口砖和流液洞面砖及盖砖等,可显著地提高使用寿命。其优点归纳如下:
(1)和传统的电熔AZS相比,提高使用寿命,降低成本,在生产过程中减少故障,因而提高经济效益。
(2)和含铬耐火材料相比,改善玻璃质量无着色负效应。
(3)无环保污染。
(4)耐火砖价格适宜。
2、电熔AZS组砌式筒状蓄热室格子砖
耐频繁的急冷急热的变化和对高浓度碱蒸气的抗侵蚀性是格子砖的关键性能,近年来虽然先后开发了镁铬质、镁铝尖晶石、镁橄榄石等碱性耐火材料取代了传统的硅质和高铝质格子砖,寿命有所延长,但仍达不到与接触玻璃液的耐火材料寿命同步的要求。日本东芝Monofrax耐火公司引用电熔AZS生产组砌式筒状格子砖,该电熔砖具有优良的放置稳定性,筒状砖的内、外砖壁均压成波浪槽,与相邻的电熔砖柔性相连接形成一个灵活的整体结构,可缓冲机械应力保证耐使用、寿命长。此外,内、外砖壁压成的彼浪形,具有较大的热交换比表面积,并且促使气体形成湍流,显著地提高热交换效率,起到了蓄热量高的效果。
该电熔砖具有优良的耐侵蚀性以及因为控制冷却速率的特殊工艺而获得优化的气孔串及所要求的晶体尺寸,从而也改善了耐急冷急热性能。归纳其优点为:
(1)高效率,高导热性。减少安装时间。
(2)耐用性,高抗侵蚀性.抗蠕变。耐使用。
(3)稳定性,高结构稿定性,底座基础安全可取。
(4)灵活性,可自由选择与其它系统组合。
3、新型锡槽用粘土大砖
锡槽是浮法玻璃生产的关链热工设备,玻璃的成型过程在锡槽内完成,锡槽砖一般采用粘土砖,在使用2—3年后往往出现剥落掉片,其厚度约8—10毫米左右,厚度的变化促使掉片增多,从而影响使用寿命,这种现象一直困扰着玻璃生产者。
剥落掉片的原因是因为玻璃液中Na2O通过锡而渗入砖体,与砖中玻璃相反应生成霞石,使其体积膨胀高达约20%,因而富霞石部位的热膨胀率比正常粘土砖高出一倍,因膨胀不同而产生剪力,故在霞石带与粘土砖未变带之间产生剥落掉片,由于形成霞石的反应是缓慢的,所以一般在投产后2—3年才出现。
据1996年海口国际耐火材科学术会议德国VGT陶瓷工业有限公司提供的论文指出;霞石的形成在基质,碱的渗透在基质沉积,为防止霞石形成,要采取化学和物理相结合的方法子以解决;
(1)化学方面措施是必须改变基质的化学组成,使其在Na2O-Al2O3-SiO2相固中不位于霞石区域,而位于纳长石区域,钠长石的热膨胀率比霞石低50%,剥片将不会发生,为此,锡槽底砖的基质Al2O3含量必须控制≤35%。
(2)表面处理:用高SiO2含量涂料密封表面大约1/10mm厚度,这将形成釉面,利用袖面将砖表面密封,不仅抵抗任何碱的渗透,而且阻止任何气体透过和氢的扩散。
(3)物理方面措施是尽量保持低透气率,碱对粘土砖的渗透主要取决于砖的透气率,高透气率的砖将导致强的Na2O渗透,从而有形成霞石和剥片的危险,为防止剥片,控制气孔尺寸分布,透气串必须≤3nPm。
该公司研制的新型钥槽底砖VERRAL-40FT,外形尺寸精确、无裂纹、无层裂、具有优良的技术性能,已在世界各地的浮法玻璃生产线上使用,寿命长达6.5年以上。此外,公司还开发出VERRAL-40FL“轻质槽砖以满足锡槽某些部位绝热的新要求。而过去窑炉设计者仅能以增加砖的厚度来绝热,而新开发的VERRAL-40FT与VERRAL-40FL相比,在1000℃以下范围内,其平均隔热效果要优越20%至30%,此耐火砖密度虽然较低,总气孔率增加(35%),但仍保持了同样的低透气率和H2扩散率,由于存在大量的封闭气孔,而显气孔率仍维持22%的水平。解决了锡槽砖的剥落及绝热问题。
玻璃窑炉长期在高温下工作,其寿命主要取决于耐火材料质量的提高,特别是接触玻璃液的熔化部池壁AZS砖和蓄热室格子砖等的质量成为决定玻璃窑炉寿命的关键。
为了满足制造高质量玻璃的渴求和进一步提高生产效率及窑炉寿命,近年来国外一些耐火材料公司又开发了几种新品种,兹简要介绍如下:
1、AZS—MO复合材料制品电熔AZS砖几乎是用于玻璃窑熔化部池壁砖唯一的选择,继日本电熔高锆砖的开发及应用后,德国迪迪尔公司所属于公司意大利Refel公司又提出在电熔砖中加入金属钼,以钼作强化剂形成AZS—MO。复合材料的专利。
在高温下,高强度的金属钼具有优良的抗侵蚀性能和不改变玻璃性能的特点,它在高于正常玻璃窑炉的温度下,不与电熔AZS砖中的主要成份铝和锆发生反应,这种化学性能使该强化材料可以在工作条件下保持完整的性能。其作法是在浇铸前将钼薄片适当地放置于模型内,进行浇铸,由于电熔AZS砖在加热过程中热膨胀率比钼略高,而在冷却时的一个阶段内又比钼较小的特点,通过控制冷却速率,即采取特殊的退火工艺,当AZS开始收缩时,使嵌入的钼被周围母体压缩,从而在母体和嵌入物之间获得连续约高强度结合。这种AZS复合材料制品可以应用在玻璃窑炉任何承受严重侵蚀的部位,包括流出口砖和流液洞面砖及盖砖等,可显著地提高使用寿命。其优点归纳如下:
(1)和传统的电熔AZS相比,提高使用寿命,降低成本,在生产过程中减少故障,因而提高经济效益。
(2)和含铬耐火材料相比,改善玻璃质量无着色负效应。
(3)无环保污染。
(4)耐火砖价格适宜。
2、电熔AZS组砌式筒状蓄热室格子砖
耐频繁的急冷急热的变化和对高浓度碱蒸气的抗侵蚀性是格子砖的关键性能,近年来虽然先后开发了镁铬质、镁铝尖晶石、镁橄榄石等碱性耐火材料取代了传统的硅质和高铝质格子砖,寿命有所延长,但仍达不到与接触玻璃液的耐火材料寿命同步的要求。日本东芝Monofrax耐火公司引用电熔AZS生产组砌式筒状格子砖,该电熔砖具有优良的放置稳定性,筒状砖的内、外砖壁均压成波浪槽,与相邻的电熔砖柔性相连接形成一个灵活的整体结构,可缓冲机械应力保证耐使用、寿命长。此外,内、外砖壁压成的彼浪形,具有较大的热交换比表面积,并且促使气体形成湍流,显著地提高热交换效率,起到了蓄热量高的效果。
该电熔砖具有优良的耐侵蚀性以及因为控制冷却速率的特殊工艺而获得优化的气孔串及所要求的晶体尺寸,从而也改善了耐急冷急热性能。归纳其优点为:
(1)高效率,高导热性。减少安装时间。
(2)耐用性,高抗侵蚀性.抗蠕变。耐使用。
(3)稳定性,高结构稿定性,底座基础安全可取。
(4)灵活性,可自由选择与其它系统组合。
3、新型锡槽用粘土大砖
锡槽是浮法玻璃生产的关链热工设备,玻璃的成型过程在锡槽内完成,锡槽砖一般采用粘土砖,在使用2—3年后往往出现剥落掉片,其厚度约8—10毫米左右,厚度的变化促使掉片增多,从而影响使用寿命,这种现象一直困扰着玻璃生产者。
剥落掉片的原因是因为玻璃液中Na2O通过锡而渗入砖体,与砖中玻璃相反应生成霞石,使其体积膨胀高达约20%,因而富霞石部位的热膨胀率比正常粘土砖高出一倍,因膨胀不同而产生剪力,故在霞石带与粘土砖未变带之间产生剥落掉片,由于形成霞石的反应是缓慢的,所以一般在投产后2—3年才出现。
据1996年海口国际耐火材科学术会议德国VGT陶瓷工业有限公司提供的论文指出;霞石的形成在基质,碱的渗透在基质沉积,为防止霞石形成,要采取化学和物理相结合的方法子以解决;
(1)化学方面措施是必须改变基质的化学组成,使其在Na2O-Al2O3-SiO2相固中不位于霞石区域,而位于纳长石区域,钠长石的热膨胀率比霞石低50%,剥片将不会发生,为此,锡槽底砖的基质Al2O3含量必须控制≤35%。
(2)表面处理:用高SiO2含量涂料密封表面大约1/10mm厚度,这将形成釉面,利用袖面将砖表面密封,不仅抵抗任何碱的渗透,而且阻止任何气体透过和氢的扩散。
(3)物理方面措施是尽量保持低透气率,碱对粘土砖的渗透主要取决于砖的透气率,高透气率的砖将导致强的Na2O渗透,从而有形成霞石和剥片的危险,为防止剥片,控制气孔尺寸分布,透气串必须≤3nPm。
该公司研制的新型钥槽底砖VERRAL-40FT,外形尺寸精确、无裂纹、无层裂、具有优良的技术性能,已在世界各地的浮法玻璃生产线上使用,寿命长达6.5年以上。此外,公司还开发出VERRAL-40FL“轻质槽砖以满足锡槽某些部位绝热的新要求。而过去窑炉设计者仅能以增加砖的厚度来绝热,而新开发的VERRAL-40FT与VERRAL-40FL相比,在1000℃以下范围内,其平均隔热效果要优越20%至30%,此耐火砖密度虽然较低,总气孔率增加(35%),但仍保持了同样的低透气率和H2扩散率,由于存在大量的封闭气孔,而显气孔率仍维持22%的水平。解决了锡槽砖的剥落及绝热问题。