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更新日期2019-06-22 18:33
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品牌: |
恒賓 |
所在地: |
湖北 黃岡市 |
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【華窯恒賓】耐火材料是玻璃窯爐的物質(zhì)基礎(chǔ),它對窯爐的整體效益影響極大,必須慎重選材。耐火材料不僅用量大,一座500t/d級的浮法玻璃熔窯大概要用5000t左右的耐火材料,而且其費(fèi)用占全窯造價乃至整個工廠投資的主要比重,故必須合理選材。所謂合理,即技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個方面都應(yīng)“恰如其分”。其選用原則應(yīng)遵循下面幾點(diǎn):
①滿足必要的使用性能,如高溫性能、化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、體積穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。
②不污染玻璃液,不影響玻璃液質(zhì)量。
③盡可能長的使用壽命。
④砌在一起的不同材質(zhì)的耐火材料之間在高溫下沒有接觸反應(yīng)。
⑤盡可能少的用料量和散熱損失。
⑥易損部位用優(yōu)質(zhì)材料,其他部位用一般材料,做到“合理配套,窯齡同步”。
耐火材料在玻璃窯中使用時的損壞情況
耐火材料在玻璃窯爐中使用時,由于高溫、火焰、料粉、氣氛、氣流和液流等作用,會遭到嚴(yán)重的破壞,大大影響了窯爐的使用壽命。從烤窯起,耐火材料在窯爐中的使用即開始,操作不當(dāng),同樣會使耐火材料受到很大的,甚至是很嚴(yán)重的損壞,需特別注意。下面介紹幾種損壞情況。
蝕損
窯內(nèi)料粉、玻璃液和火焰氣體在高溫下都會侵蝕耐火材料。配合料中的純堿、芒硝、硼酸鹽、氟化物、氧化物在高溫下與耐火材料表面作用,生成低共熔物或疏松狀物,并借助耐火材料本身的空隙或界面的交代反應(yīng)繼續(xù)向磚體內(nèi)部滲透擴(kuò)散,而使耐火材料逐漸被溶解、剝落而減薄、變質(zhì)、進(jìn)行重結(jié)晶等。上述各種鹽類與化合物的蝕損機(jī)理是不同的,芒硝比純堿的蝕損作用強(qiáng)得多。
料粉對耐火材料的蝕損作用主要表現(xiàn)在粉料高溫蒸發(fā)的堿性蒸氣對耐火材料的侵蝕,如硅磚表面的熔蝕、內(nèi)部的“鼠洞”等,以及格子磚中的反霞石化作用等。再者,粉料中超細(xì)粉的飛料在蓄熱室格子體中集聚,形成瘤子,堵塞格子孔,嚴(yán)重時造成格子磚倒塌、損毀,被迫熱修。蝕損作用隨溫度升高而加劇,熔化溫度每提高50?60℃就會使使用期限縮短約一年。前臉墻、加料口、熔化部前部空間、池壁、小爐、蓄熱室上層格子體等部位都會受到料粉的蝕損。
玻璃液對耐火材料的蝕損作用比料粉要小得多,玻璃液與耐火材料界面層上的相反應(yīng)是復(fù)雜的。玻璃液首先溶解耐火材料中的游離的SiO2。莫來石的溶解速度較小,它聚集到玻璃液和耐火材料的界面上,雖然小結(jié)晶的莫來石溶解了,但在使用時大結(jié)晶的莫來石甚至有了增長。耐火材料被侵蝕后,與它接觸的熔融物中增添了SiO2和Al2O3的成分。熔融物將擴(kuò)散到玻璃液的其余部分中去。在擴(kuò)散過程中,熔融物的成分發(fā)生變化,SiO2和堿液增加了,而在界面上發(fā)生了β-Al2O3結(jié)晶的聚集作用,所以,在耐火材料與玻璃液的接觸面上,首先是莫來石層,接著是β-Al2O3層,然后是未受侵蝕的耐火材料。耐火材料溶解后,使玻璃液黏度增大,促使在耐火材料表面形成較難移動的保護(hù)層,減弱了繼續(xù)侵蝕的作用。
玻璃液對耐火材料的侵蝕作用,取決于其黏度和表面張力等物理性質(zhì)。黏度低和表面張力小的玻璃液更容易浸潤耐火材料,并從其表面細(xì)孔吸入內(nèi)部,使整個耐火材料受到強(qiáng)烈的侵蝕。高堿玻璃具有較低的黏度,硼硅酸鹽玻璃的表面張力小,所以,它們的侵蝕作用就劇烈。提高熔制溫度會降低熔融玻璃液的黏度和表面張力,從而也加速了侵蝕作用。含硼酸、磷酸、氟、鋁、鋇化合物的玻璃液,對耐火材料有劇烈的侵蝕作用,強(qiáng)烈的玻璃液對流和不穩(wěn)定的液面會把保護(hù)層沖刷掉,加速蝕損。對耐火材料本身來說,蝕損程度主要與它的化學(xué)組成、礦物組成和結(jié)構(gòu)狀態(tài)有關(guān)。一般耐火材料的結(jié)構(gòu)都是由一個或多個晶相、玻璃相和氣相組成的。氣孔,特別是開口氣孔,是侵蝕劑滲入耐火材料內(nèi)部的通道,并使侵蝕面增加。相對于晶相來說,玻璃相是薄弱環(huán)節(jié),其化學(xué)穩(wěn)定性差,要提高耐火材料的抗侵蝕,必須使其高溫的穩(wěn)定晶相增多,玻璃相含量減少,且軟化溫度和黏度要大,氣孔率盡可能低。此外,還要求晶相細(xì)小并均勻分布在玻璃相中,形成均勻致密的組織結(jié)構(gòu)。耐火材料表面不平整和裂紋會使侵蝕加劇,液面處的池壁磚和池壁磚砌縫處于易被玻璃液蝕損的地方,水平縫的蝕損比垂直縫嚴(yán)重,故要求砌體表面光滑,砲縫小,并要整塊立砌。
煤氣與重油的燃燒產(chǎn)物(內(nèi)含SO2、V2O5等腐蝕性氣體)及個別配合料組分的揮發(fā)物,也會腐蝕火焰空間、小爐、蓄熱室等處的耐火材料。高溫下不同筑爐材料之間會相互反應(yīng),以致?lián)p壞。如1600?1650℃,黏土磚和硅磚會劇烈反應(yīng),高鋁磚和硅磚會起中等反應(yīng),電熔鋯剛玉磚與硅磚會起劇烈反應(yīng),嚴(yán)重共熔。電熔鋯剛玉磚與石英磚、白泡石起中等反應(yīng),而與剛玉磚起接觸反應(yīng)。所以,剛玉磚可用作過渡材料。
在蓄熱室使用的格子體還因氧化還原氣氛作用而損毀,其損毀機(jī)理主要在于變價離子在氧化和還原狀態(tài)其價態(tài)不同,配位狀態(tài)不同,產(chǎn)生體積變化,導(dǎo)致制品強(qiáng)度降低,開裂。
燒損
在高溫長時間作用下,會被燒熔(又稱燒流)或軟化變形而損壞。窯內(nèi)某部位局部過熱或所砌耐火材料的耐火度不夠.耐火材料就被燒熔。有時,耐火度合格,但荷重軟化溫度偏低,則長期使用時,耐火材料也會軟化變形,影響了整個砌體的穩(wěn)性和使用壽命。燒損嚴(yán)重程度視溫度和耐火材料的性質(zhì)而定。小爐噴火口碹、小爐腿、舌頭、蓄熱室碹、熔化部窯碹和胸墻等是易被燒損的部位。
裂損
裂損主要發(fā)生在烤窯階段??靖G時,在耐火磚內(nèi)部出現(xiàn)一定的溫度差,產(chǎn)生相應(yīng)的機(jī)械應(yīng)力。如升溫速度過快,超過了耐火材料允許的極限強(qiáng)度時,將出現(xiàn)裂紋,甚至裂成碎塊。電熔的、高度燒結(jié)的致密耐火材料更易破損。除溫差產(chǎn)生應(yīng)力外,耐火材料晶型變化所造成的膨脹或收縮亦會產(chǎn)生應(yīng)力。升溫過快時,晶型變化快,體積變化過劇,產(chǎn)生應(yīng)力過大,使耐火材料開裂。因而,在烤窯時必須按事先制定的烤窯曲線升溫。烤窯后,耐火材料長期處在高溫作用下,在該作業(yè)溫度下的耐火材料機(jī)械強(qiáng)度比在室溫下要低得多。如果作用于耐火材料的機(jī)械負(fù)荷偏大,則耐火材料會產(chǎn)生非彈性變形(與極黏的液體流動相似),而導(dǎo)致破壞。
磨損
玻璃液沿著耐火材料流動時具有滴水穿石的功效,把耐火材料磨出一條條溝槽,這是機(jī)械磨損。主要磨損部位在玻璃液面處。另外,在循環(huán)液流流動處(特別是液流紊亂處)也明顯可見。當(dāng)液面波動及液流變化(如受溫度波動影響)時,磨損加劇。
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