На примере флоат-стекла три основных вида термического оборудования в производстве стекла включают в себя плавильную печь для флоат-стекла, ванну для олова и печь для отжига стекла. В процессе производства стекла плавильная печь отвечает за плавку шихты в жидкое стекло, 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 °C поступает из канала подачи на поверхность жидкого олова в ванне для олова. Жидкое стекло выравнивается и полируется на поверхности ванны для олова и контролируется механическими вытяжками, боковыми ограждениями и боковыми волочильными машинами для формирования стеклянной ленты необходимой ширины и толщины. Лента выходит из ванны для олова, постепенно охлаждаясь до 600 °C в процессе прямого процесса. Функция печи для отжига заключается в устранении остаточных напряжений и оптической неоднородности флоат-стекла, а также в стабилизации внутренней структуры стекла. Непрерывная лента стекла, нагретая в оловянной ванне до температуры около 600 °C, поступает в отжиговую печь через переходной рольганг. Все эти три основных вида термического оборудования требуют использования огнеупорных материалов. Для обеспечения нормальной и стабильной работы стекловаренной печи необходимо использовать различные огнеупорные материалы. Ниже приведены 9 типов огнеупорных материалов, обычно используемых в стекловаренных печах, и их характеристики:
Силикатные кирпичи для стекловаренных печей:
Основные ингредиенты: диоксид кремния (SiO2), содержание должно быть более 94%. Рабочая температура: максимальная рабочая температура 1600–1650 °C. Характеристики: хорошая стойкость к эрозии под воздействием кислотных шлаков, но низкая стойкость к эрозии под воздействием щелочных летучих частиц. В основном используется для кладки больших арок, подпорных стенок и небольших печей.
Шамотный кирпич для стекловаренных печей:
Основные ингредиенты: Al₂O₂ и SiO₂. Содержание Al₂O₂ составляет от 30% до 45%, SiO₂ – от 51% до 66%. Рабочая температура: максимальная рабочая температура составляет 1350–1500 °C. Характеристики: слабокислотный огнеупорный материал с хорошей огнеупорностью, термостойкостью и низкой теплопроводностью. В основном используется для кладки днища ванны печи, стен рабочей части ванны и прохода, стен, сводов, нижней насадки и дымоходов теплоаккумулирующего помещения.
Высокоглиноземистые кирпичи для стекловаренных печей:
Основные компоненты: SiO2 и Al2O3, при этом содержание Al2O3 должно быть более 46%. Рабочая температура: максимальная рабочая температура 1500–1650 °C. Характеристики: хорошая коррозионная стойкость, устойчив к воздействию как кислых, так и щелочных шлаков. В основном используется в теплоаккумулирующих камерах, а также в качестве огнеупорной арматуры для рабочих ванн, каналов подачи материалов и питателей.
Муллитовые кирпичи:
Основным компонентом муллитового кирпича является Al₂O₂, содержание которого составляет около 75%. Поскольку он состоит преимущественно из кристаллов муллита, его называют муллитовым кирпичом. Плотность 2,7–3,2 г/см₂, открытая пористость 1–12%, максимальная рабочая температура 1500–1700 °C. Спеченный муллит в основном используется для кладки стен теплоаккумулирующих камер. Плавленый муллит в основном используется для кладки стен бассейнов, смотровых отверстий, контрфорсов стен и т. д.
Кирпичи из плавленого циркониевого корунда:
Кирпич из плавленого циркониевого корунда также называют белым железным кирпичом. В зависимости от содержания циркония кирпичи из плавленого циркониевого корунда обычно делятся на три марки: 33%, 36% и 41%. Циркониевый корунд, используемый в стекольной промышленности, содержит 50–70% Al₂O₂ и 20–40% ZrO₂. Плотность кирпича составляет 3,4–4,0 г/см₂, открытая пористость – 1–10%, максимальная рабочая температура – около 1700 °C. Кирпич из плавленого циркониево-корундового кирпича с содержанием циркония 33% и 36% используется для кладки стен ванных камер, подпорных стенок пламенного пространства, небольших печных шахт, плоских сводов малых печей, небольших дымовых труб, язычковых арок и т.д. Кирпич из плавленого циркониево-корундового кирпича с содержанием циркония 41% используется для кладки углов ванных камер, проточных отверстий и других деталей, где стекломасса наиболее интенсивно разъедает и корродирует огнеупорные материалы. Этот материал является наиболее широко используемым плавленым литым огнеупорным материалом в стекольной промышленности.
Кирпичи из плавленого глинозема:
В основном это плавленый α-, β-корунд и плавленый β-корунд огнеупорный кирпич, который в основном состоит из 92% ~ 94% кристаллической фазы корунда Al₂O₂, плотностью 2,9 ~ 3,05 г/см₂, открытой пористостью 1% ~ 10% и максимальной рабочей температурой около 1700 ℃. Плавленый корунд обладает превосходной стойкостью к проницанию стекла и практически не загрязняет стекломассу. Он широко используется в рабочей части ванны, дне ванны, проточном канале, рабочей части канала материала, стенке ванны, дне ванны материала и других деталях стекловаренной печи, контактирующих со стекломассой и не требующих загрязнения огнеупора.
Кварцевые кирпичи:
Основным компонентом является SiO2, содержание которого превышает 99%, плотностью 1,9–2 г/см3, огнеупорностью 1650°C, рабочей температурой около 1600°C и кислотостойкостью. Он используется для строительства стенок бассейнов из кислого борного стекла, кирпичей для отверстий под термопары в пространстве между горелками и т. д.
Щелочные огнеупорные материалы:
К щелочным огнеупорным материалам относятся, главным образом, магнезиальный, алюмомагнезиальный, магнезиально-хромовый и форстеритовый кирпичи. Они устойчивы к воздействию щелочных материалов и обладают огнеупорностью 1900–2000 °C. Они широко используются для изготовления верхней стенки регенератора стекловаренной печи, свода регенератора, корпуса решётки и мелких деталей печи.
Теплоизоляционные кирпичи для стекловаренных печей:
Площадь рассеивания тепла стекловаренной печи большая, а тепловой КПД низкий. Для экономии энергии и снижения потребления требуется большое количество изоляционных материалов для комплексной изоляции. В частности, стена бассейна, дно бассейна, свод и стена в регенераторе, плавильная часть, рабочая часть и т. д. должны быть изолированы, чтобы уменьшить рассеивание тепла. Пористость изоляционного кирпича очень большая, вес очень легкий, а плотность не превышает 1,3 г/см3. Поскольку характеристики теплопередачи воздуха очень плохие, изоляционный кирпич с большой пористостью обладает изоляционным эффектом. Его коэффициент теплопроводности в 2-3 раза ниже, чем у обычных огнеупорных материалов, поэтому чем больше пористость, тем лучше изоляционный эффект. Существует много различных типов изоляционных кирпичей, включая глиняные изоляционные кирпичи, динасовые изоляционные кирпичи, высокоглиноземистые изоляционные кирпичи и так далее.
Время публикации: 25 апреля 2025 г.
