1 熔窯的侵蝕
耐火材料是玻璃熔窯的主要構(gòu)筑材料,它對玻璃質(zhì)量、能源消耗及產(chǎn)品成本都有決定性的影響。玻璃熔制技術(shù)的發(fā)展在很大程度上依賴于耐火材料制造技術(shù)的進(jìn)步和 質(zhì)量的提高。玻璃熔窯用的耐火材料在玻璃生產(chǎn)過程中將被逐漸侵蝕,所以要求它的侵蝕物應(yīng)能均勻熔解于玻璃液中,不致造成玻璃缺陷。從另一個角度來說,熔窯 的耐火材料必須在玻璃生產(chǎn)過程中具有理想的抗侵蝕性能,使熔窯具有較長的壽命。玻璃的熔制是在高溫下進(jìn)行的,熱點的最高溫度可達(dá)1600℃或更高。配合 料、玻璃液和堿蒸氣與耐火材料之間的侵蝕反應(yīng)與溫度成指數(shù)函數(shù)關(guān)系,即隨著溫度的升高,侵蝕急劇增大。試驗證明,在正常熔制作業(yè)溫度范圍內(nèi),每升溫 50℃,對耐火材料的侵蝕速率增加一倍。此外,熔窯中的各種變化因素,如碎玻璃的摻入率、燃料的種類、爐內(nèi)氣氛性質(zhì)、然油中的雜質(zhì)含量(如硫、釩等)、火 焰的溫度和強度等都對耐火材料的侵蝕有明顯的影響。
2 配合料的超細(xì)粉對熔窯的影響
配合料的超細(xì)粉在玻璃的熔制過程極易造成飛料,而熔窯中耐火材料所受的侵蝕主要來自飛料、堿蒸氣的化學(xué)侵蝕,和玻璃液、火焰氣體在高溫下對熔窯內(nèi)耐火材料 的侵蝕。其中以飛料對耐火材料的侵蝕最為嚴(yán)重,飛料主要侵蝕熔的上部(包括大碹、胸墻、小爐各部位)和蓄熱室。其中以蓄熱室較為嚴(yán)重,因為飛料極易被窯內(nèi) 的氣流帶入蓄熱室,侵蝕蓄熱室,造成蓄熱室的損壞或堵塞,影響換熱效果和使用壽命。目前較好的蓄熱室格子體上、中層一般普遍選用堿性磚,上層多為直接結(jié)合 高純鎂磚,中層多為直接結(jié)合鎂鉻磚。生產(chǎn)實踐表明,其主要損壞形式為化學(xué)侵蝕和熱應(yīng)力破壞。高純鎂磚主晶相為方鎂石,1430℃以上時方鎂石晶體在堿蒸汽 的作用下逐漸長大,體積變化會使磚表面發(fā)生龜裂、破碎、粉化直至剝落。與此同時,飛料中的SiO2會逐漸進(jìn)入龜裂的縫隙中改變基質(zhì)部分CaO/SiO2的比值,進(jìn)而形成大量的低共熔物透輝(CMS2)、鎂方柱石(C2MS2)、鎂橄欖石(M2S)及鎂薔薇輝石(C3MS2)等物質(zhì),產(chǎn)生較大的體積效應(yīng),加速方鎂石的開裂、破碎、粉化和剝落。
其化學(xué)反應(yīng)式和伴隨的體積效應(yīng)如下表示:
3C2S+2M+S→2C3MS2
Vmax=+13%C2S+2M+S→2CMS2
Vmax=+30%2M+S→M2S
Vmax=+96%另外,重油中的V2O5與鎂磚中的
CaO有如下反應(yīng):
3V2O5+3CaO→3CaOV2O5MgO+CaOMgOSiO2+1/3V2O5→2MgOSiO2+1/3(3CaOV2O5)
如反應(yīng)中V2O5濃度較高時3CaOV2O5(礬酸鈣)分解成低鈣礬酸鈣,最低共熔點為618℃,在格子體上層工作溫度下呈液相,遇弱還原氣氛還會揮發(fā)。礬酸鈣的生成,一方面使鎂磚中的CaO/SiO2的比值發(fā)生變化,使基質(zhì)從穩(wěn)定范圍變到CaO-MgO-SiO2三元系統(tǒng)低共熔點范圍內(nèi),另一方面礬酸鈣(液相)滲入磚內(nèi),促進(jìn)方鎂石晶體長大,使鎂磚變形、龜裂、破碎、粉化和剝落。
另外,在950~1150℃范圍內(nèi),如果V2O5和SiO2同時存在,當(dāng)Na2O/SO3<1時會發(fā)生如下反應(yīng):2SO2+O2 V2O52SO3SO3+MgO 1150℃MgSO4生成有害的硫酸鹽,加速了鎂磚的侵蝕。在格子體上部最容易接觸飛料中的Na2CO3、SiO2和重油中的V2O5。所以該處的格子體最容易受到侵蝕。為了減少飛料的發(fā)生,必須控制配合料中各原料中的超細(xì)粉。配合料中的超細(xì)粉主要來自于硅砂、石英砂、石灰石等。我公司對原料顆粒度的要求范圍是:
篩孔數(shù)(目)名稱
+24-140+10-100
硅 砂05%--
石英砂05%--
白云石--010%
石灰石--010%
只要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行原料的采購,在配合料的制備過程中,就能夠降低配合料的超細(xì)粉的含量,減少飛料的產(chǎn)生,從而提高熔窯的使用壽命。
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