В качестве примера рассмотрим производство листового стекла. Три основных типа термического оборудования в стекольном производстве включают плавильную печь для листового стекла, ванну для олова и печь для отжига стекла. В процессе производства стекла плавильная печь отвечает за расплавление исходных материалов в жидкое стекло, а также за его осветление, гомогенизацию и охлаждение до температуры, необходимой для формования. Ванна для олова является ключевым оборудованием для формования стекла. Жидкое стекло с температурой 1050–1100℃ поступает из канала к поверхности жидкого олова в ванне. Жидкое стекло разравнивается и полируется на поверхности ванны для олова, а также контролируется механическим вытягиванием, боковыми защитными кожухами и боковыми волочильными машинами для формирования стеклянной ленты необходимой ширины и толщины. Затем оно покидает ванну для олова, постепенно охлаждаясь до 600℃ в процессе прямого процесса. Функция печи для отжига заключается в устранении остаточных напряжений и оптической неоднородности листового стекла, а также в стабилизации внутренней структуры стекла. Непрерывная стеклянная лента, нагретая до температуры около 600℃ оловянной ванной, поступает в печь для отжига через переходной роликовый стол. Все три основных типа теплового оборудования требуют использования огнеупорных материалов. Для обеспечения нормальной и стабильной работы стеклоплавильной печи действительно необходима поддержка различных огнеупорных материалов. Ниже приведены 9 типов огнеупорных материалов, обычно используемых в стеклоплавильных печах, и их характеристики:
Кремниевые брикеты для стеклодувных печей:
Основные компоненты: диоксид кремния (SiO2), содержание должно быть выше 94%. Рабочая температура: максимальная рабочая температура 1600–1650 ℃. Характеристики: хорошая устойчивость к эрозии кислотным шлаком, но плохая устойчивость к эрозии щелочными летучими материалами. В основном используется для кладки больших арок, стен и небольших печей.
Огнеупорные глиняные кирпичи для стеклодувных печей:
Основные компоненты: Al2O3 и SiO2, содержание Al2O3 составляет от 30% до 45%, SiO2 — от 51% до 66%. Рабочая температура: максимальная рабочая температура 1350–1500℃. Характеристики: это слабокислотный огнеупорный материал с хорошей огнеупорностью, термической стабильностью и низкой теплопроводностью. В основном используется для кладки дна печного бассейна, стенок рабочей зоны и проходов, стен, арок, нижних решетчатых кирпичей и дымоходов теплоаккумулирующих камер.
Высокоглиноземистые кирпичи для стеклодувных печей:
Основные компоненты: SiO2 и Al2O3, но содержание Al2O3 должно быть более 46%. Рабочая температура: Максимальная рабочая температура составляет 1500–1650℃. Характеристики: Хорошая коррозионная стойкость, устойчивость к коррозии как от кислых, так и от щелочных шлаков. В основном используется в теплоаккумулирующих камерах, а также в качестве огнеупорных элементов для рабочих бассейнов, каналов подачи материалов и питателей.
Муллитовые кирпичи:
Основным компонентом муллитового кирпича является Al2O3, его содержание составляет около 75%. Поскольку он состоит преимущественно из кристаллов муллита, его называют муллитовым кирпичом. Плотность составляет 2,7-3,2 г/см³, открытая пористость — 1%-12%, а максимальная рабочая температура — 1500-1700℃. Спеченный муллит в основном используется для кладки стен теплоаккумулирующих камер. Плавленый муллит в основном используется для кладки стен бассейнов, смотровых отверстий, контрфорсов и т. д.
Кирпичи из плавленого циркония и корунда:
Плавленые циркониево-корундовые кирпичи также называют белыми железными кирпичами. Как правило, плавленые циркониево-корундовые кирпичи делятся на три марки в зависимости от содержания циркония: 33%, 36% и 41%. Циркониево-корундовые кирпичи, используемые в стекольной промышленности, содержат 50–70% Al2O3 и 20–40% ZrO2. Плотность составляет 3,4–4,0 г/см³, кажущаяся пористость – 1–10%, а максимальная рабочая температура – около 1700℃. Плавленые цирконий-корундовые кирпичи с содержанием циркония 33% и 36% используются для строительства стенок печных бассейнов, стенок топочных зон, небольших взрывных отверстий печей, небольших плоских арок печей, небольших дымовых труб, язычковых арок и т. д. Плавленые цирконий-корундовые кирпичи с содержанием циркония 41% используются для строительства углов стенок печей, проточных отверстий и других частей, где расплавленный стекловолокно наиболее интенсивно разъедает и корродирует огнеупорные материалы. Этот материал является наиболее широко используемым плавленым литым огнеупорным материалом в стекольной промышленности.
Кирпичи из плавленого оксида алюминия:
В основном это относится к плавленому α-, β-корунду и плавленому β-корунду в виде огнеупорных кирпичей, которые состоят преимущественно из 92%–94% кристаллической фазы корунда Al2O3, имеют плотность 2,9–3,05 г/см³, кажущуюся пористость 1%–10% и максимальную рабочую температуру около 1700℃. Плавленый оксид алюминия обладает превосходной устойчивостью к проникновению стекла и практически не загрязняет стекложидкость. Он широко используется в стенках, дне, каналах подачи, стенках и дне каналов подачи материала в плавильных печах и других частях стеклоплавильных печей, контактирующих со стекложидкостью, и не требует использования огнеупорных материалов для предотвращения загрязнения.
Кварцевые кирпичи:
Основным компонентом является SiO2, содержащий более 99% этого материала, с плотностью 1,9–2 г/см³, огнеупорностью 1650℃, рабочей температурой около 1600℃ и устойчивостью к кислотной эрозии. Он используется для строительства стенок бассейнов из кислотостойкого борсодержащего стекла, кирпичей для отверстий под термопары в пламенной камере и т.д.
Щелочные огнеупорные материалы:
К щелочным огнеупорным материалам относятся, главным образом, магнезиальные кирпичи, алюмомагнезиальные кирпичи, магнезиально-хромовые кирпичи и форстеритовые кирпичи. Их свойства заключаются в устойчивости к эрозии щелочными материалами, а огнеупорность составляет 1900–2000 ℃. Они широко используются в верхней стенке регенератора стеклоплавильной печи, в арке регенератора, в решетчатом корпусе и в конструкции небольших частей печи.
Теплоизоляционные кирпичи для стеклодувных печей:
Площадь теплоотдачи стеклоплавильной печи велика, а тепловая эффективность низка. Для экономии энергии и снижения потребления требуется большое количество теплоизоляционных материалов для комплексной теплоизоляции. В частности, для уменьшения теплоотдачи необходимо изолировать стенки, дно, арку и стенки регенератора, плавильной и рабочей частей и т.д. Пористость теплоизоляционного кирпича очень высока, вес очень мал, а плотность не превышает 1,3 г/см³. Поскольку теплопередающие свойства воздуха очень низки, теплоизоляционный кирпич с высокой пористостью обладает теплоизоляционным эффектом. Его коэффициент теплопроводности в 2-3 раза ниже, чем у обычных огнеупорных материалов, поэтому чем больше пористость, тем лучше теплоизоляционный эффект. Существует множество различных типов теплоизоляционного кирпича, включая глиняный, кремнеземный, высокоглиноземный и другие.
Дата публикации: 25 апреля 2025 г.
