玻璃熔窯是采用多種耐火材料砌筑而成的。不同的耐火材料使用于不同的部位。如:直接與玻璃液接觸部位、上部空間部位和蓄熱室部位等。生產中,由于這些部位的侵蝕條件不同,耐火材料被侵蝕的狀況也各不相同。耐火磚的侵蝕直接影響著熔窯的使用壽命,影響著玻璃的產量、質量及能源消耗。熔化工了解掌握耐火磚的侵蝕,無疑對生產具有重大的意義。
一、熔窯中耐火磚受侵蝕的條件
熔窯中耐火磚受侵蝕的條件,在普遍情況下應從溫度條件、化學侵蝕條件、物理侵蝕條件和時間條件來考慮。這四個條件在耐火磚受侵蝕時不可能單獨存在,必然是幾個條件的綜合作用。比如磚材的加熱或降溫過程,它是溫度、時間兩條件的綜合,既包括升溫或降溫速度,又包括最高溫度及其保持時間,化學侵蝕條件除去侵蝕劑種類和數量外,溫度高低、持續時間長短及次數多少都有很大影響;物理侵蝕條件也是這樣。通常情況下物理侵蝕和化學侵蝕又常常共同存在。所以說在玻璃熔窯中,這四個條件共同作用的結果決定了耐火磚被侵蝕的速度。???
耐火磚受侵蝕的時間條件,對于一座熔窯的不同部位是相同的。而其他三個條件有很大的不同,各有其特殊性規律。???
一)溫度條件
熔窯各部位的碹大都采用硅磚砌筑,在烤窯過程中要考慮石英的晶形轉變而引起的硅磚體積變化。一般采用緩慢升溫,以硅磚不炸裂為原則。在冷修中對要保留下來的那些硅磚砌體,也要緩慢降溫,防止損壞。這些都是最典型的溫度條件對耐火磚的影響。
冷修后,熔窯進入持續運轉的生產期,溫度制度有了嚴格的規定和控制,熔窯各部位溫度都在允許的范圍內波動。雖然蓄熱室因聞隔換向的原因。會造成300"C左右的溫度變化,但除特殊耐火材料外,這對于大部分的耐火磚影響很小。因此,從整個熔窯來看,可以說正常操作中的溫度變化對耐火磚損壞不大。
那么,正常生產中,熔窯最高溫度對耐火磚影響如何呢?熔窯大碹最高溫度區是在熱點處。此處耐火磚溫度最高可達1650℃,即使選用荷重軟化溫度高于1650℃的優質硅磚,在實際生產中也可能被強烈侵蝕,這主要是因為除溫度條件外,還有其他侵蝕條件同時作用的結果。
所以,玻璃熔窯中,溫度條件不是單獨存在的。不計其他侵蝕條件,一味單獨考慮溫度的影響是沒有意義的。在有其他侵蝕條件時,溫度是一個很重要的因素。耐火磚受到物理和化學侵蝕時,侵蝕速度都是溫度的函數。侵蝕速度隨溫度升高成對數關系增加。一般認為溫度每升高50℃,耐火材料被侵蝕速度增加一倍。
二)化學侵蝕條件???
1、熔窯中耐火磚所受化學侵蝕歸納起來主要有下列四種:
2、熔融玻璃液與耐火磚反應造成的侵蝕;
3、玻璃配合料粉塵與耐火材料發生化學反應造成的侵蝕;
4、玻璃及配合料揮發物與耐火材料反應造成的侵蝕;
5、燃料的灰份及燃燒產物與耐火材料反應造成的侵蝕。
生產中,因熔窯各部位所處環境不同,上述四種化學侵蝕反應的發生及侵蝕狀態也各不相同。如:第一種侵蝕是以與玻璃液直接接觸的池壁磚為代表的,池壁磚除了受到玻璃液的化學侵蝕外,還受到玻璃液流的沖刷作用這一物理侵蝕。而熔化池上部空間結構和蓄熱室就沒有液流的物理沖刷侵蝕,而是受其他三種侵蝕的作用。所以,研究耐火磚受侵蝕的狀況時,必須要分析它所處熔窯部位可能具備的侵蝕條件。對耐火磚所受的化學侵蝕,要具體情況具體分析。
三)物理侵蝕條件???
物理侵蝕與時間、溫度有很大關系。物理侵蝕最重要的是玻璃液流的沖刷作用和耐火材料荷重的重力作用。
在高溫區,熔融玻璃液的沖刷作用,會使化學侵蝕速度成倍增長;在低溫區,化學侵蝕很小,主要是液流沖刷的物理侵蝕。當熔窯熔化池采用電助熔和鼓泡技術時,液流更為強烈,劇烈的沖刷與化學侵蝕配合,會對耐火磚造成很大的損壞。
荷重引起的重力破壞問題,主要發生在蓄熱室格子磚。格子體的自重對于底層格子磚及爐條碹壓力很大,當化學侵蝕將其損壞后,在被損壞的都位由于應力集中,往往造成整個格子體的倒塌。采用上升道式蓄熱室的熔窯,上升道與蓄熱室連接處的碹承重雖不大,但該處溫度高,化學侵蝕劑量大,侵蝕強烈,也很容易在荷重作用下被破壞。
熔窯中耐火磚受侵蝕韻條件除上述內容外,與熔窯結構設計、操作條件及筑爐技術等均有關系。比如:窯池深淺、冷卻條件、保溫措施、磚材形狀與排列、火焰是否發飄及各部位熱負荷大小等}操作條件中加料方式、原料情況、熱點位置、熔化量大小、燃料種類、爐內氣氛情況等;筑爐技術中耐火磚磚縫大小、尺寸誤差以及泥漿的使用等。這些問題都會改變溫度條件、化學侵蝕條件和物理侵蝕條件,從而加速或減緩耐火磚的侵蝕。最后將反映到時間條件上即熔窯的使用壽命。熔化工應綜合考慮這些影響因素,正確地操作維護熔窯,最大限度地減少耐火磚的侵蝕達到延長爐齡,提高玻璃產、質量的目的。
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