【精品】电子级玻纤池窑的耐火砖材、砌窑及烤窑技术

技术交流无碱单元窑的耐火砖材选择及砌筑技术珠海玻璃纤维企业有限公司 危良才 单元窑是采用池窑法生产玻璃纤维的关键装备之一,它已成为国内外玻纤行业普遍采用的窑型结构。

据介绍,美国生产纺织型玻璃纤维的单元窑,其运转寿命为8～10年,生产增强型玻璃纤维的单元窑,其运转寿命可高达10～12年。

影响单元窑运转寿命的因素较多,但主要因素是,设计中对耐火砖材的正确选择、施工中的合理砌筑技术、生产运行中对热工参数的最佳确定及完善的维护保养技术。

1　耐火砖材的选择单元窑是采用池窑法生产玻璃纤维工厂的心脏,其所选用的耐火材料质量的好坏,对提高玻纤产品质量、增加产量、节约燃料、降低成本及延长窑炉运转寿命,起着十分重要的作用。

耐火材料在单元窑内长期受到高温、温度急剧变化及火焰、粉料、玻璃液的物理化学侵蚀和机械冲刷作用,缓慢剥落入玻璃液内,给玻璃液带来气泡、波筋及耐火材料结石等各种缺陷,使拉丝生产发生困难。

当耐火材料被侵蚀到一定程度时,单元窑就无法维持生产而必须停窑冷修。

因此,从玻璃熔化质量、拉丝产量及单元窑的运转寿命等项要求来看,砌筑单元窑的耐火材料必须具有足够的耐高温性能、耐温度急变性能、抵抗玻璃液、炉气、火焰及粉料侵蚀及冲刷的性能、对玻璃液基本上没有污染或污染极小、透气性低、热损失小以及高温下必要的结构强度等性能。

鉴于单元窑在不同的结构部位有不同的热工要求,故在单元窑的设计中,对窑体的不同部位要选用不同的耐火材料,以满足生产工艺要求并降低窑炉造价。

单元窑各结构部位选用的主要耐火材料如下:111　致密氧化铬砖据国外专家专题报道,致密氧化铬砖具有最佳抗高温E玻璃侵蚀性能,其侵蚀物基本上对玻璃液不造成污染。

所以,已成为E 玻璃单元窑的主要耐火材料。

据称,这种致密氧化铬砖采用等静压法成型,是将原料磨成微粉,再用喷射干燥法进行均化处理后制成的。

微粉中不得含有任何有机的或其它粘结成分,然后将均化料装入一个特制橡胶膜袋,扎紧后排出空气,再装入压力容器,并用液压泵入压力缸。

玻璃窑用耐火材料使用规程
玻璃窑是一种用于加工玻璃的设备，为了确保生产的安全和效率，必须使用耐火材料来构建玻璃窑的内壁和底部。

下面是一些关于玻璃窑使用耐火材料的规程：
1. 选择耐火材料：玻璃窑使用的耐火材料需要具有一定的耐高温、耐腐蚀和耐磨损的性能。

通常采用的耐火材料包括耐火砖、耐火浇筑料、耐火纤维和耐火涂料等。

2. 材料的质量：选择高质量的耐火材料，确保其物理和化学性能符合相关标准要求。

可根据玻璃窑的工作温度、化学环境和热应力等因素进行选择。

3. 安装和维护：耐火材料的安装需要在干净平整的表面上进行，确保材料之间无空隙。

维护时，定期检查耐火材料的状况，及时更换磨损或受损的部分。

4. 预热：新安装的耐火材料需要进行预热，以去除材料中的水分和有机物质，避免热震引起的破裂。

预热温度和时间应根据材料的特性和厚度进行合理设置。

5. 温度控制：玻璃窑的工作温度需要根据生产要求进行控制，避免温度过高或过低造成玻璃品质不佳或设备损坏。

耐火材料的选择和安装应考虑到温度变化和热应力的影响。

6. 清洁和保养：定期清洗和保养玻璃窑的耐火材料，确保其表面不受污染和腐蚀。

清理时，要使用适当的工具和清洁剂，避
免对耐火材料造成二次损伤。

以上是关于玻璃窑使用耐火材料的一些规程，供参考。

实际应用中，还需根据具体情况和要求进行合理操作和管理。

玻璃熔窑耐火材料选用前需要了解哪些因素?①池炉使用年限;②玻璃质量要求;③生产能力，即熔化率和熔化温度选取多少;④保温情况，为了节约燃料需在哪些部位采取保温;⑤经济性，即投资的多。

玻璃池窑砌筑用耐火材料应满足哪些要求?修筑玻璃池炉用的各种耐火材料应满足以下基本要求：①应具有高的软化、熔融温度，一般耐火度不低于1580℃。

②有足够的机械强度，能抵抗撞击、摩擦、高温高速火焰、烟尘的冲刷和其他机械作用。

③高温结构强度好，在操作温度下能长期承受机械负荷。

④对熔融配合料各组分、熔融玻璃及气态物质的侵蚀作用抵抗力强。

⑤对玻璃的污染要小。

⑥耐急冷急热性能(热震性)好。

⑦高温体积稳定性好。

残余收缩或膨胀小。

⑧热容、热膨胀、导热等热性能满足使用要求。

⑨外形规整，尺寸准确。

⑩根据使用条件提出的其他要求(如电极砖的电性能要符合使用要求)。

必须依据池炉各部位不同的侵蚀条件来选用耐火材料。

马蹄焰窑钠钙(瓶罐、器皿、灯泡、荧光灯)玻璃池炉各部位通常选用哪些耐火材料?熔化池：池壁：使用温度1400~1600℃，选用AZS-33砖TC。

选用根据：对于熔融玻璃液有较好的抗蚀性和耐热冲击性。

池壁温度较低部位：使用温度<1400℃，选用电熔锆莫来石。

选用根据：对于熔融玻璃液有较好的抗蚀性和耐热冲击性。

池底铺砌砖：使用温度1300~1500℃，选用电熔AZS-33#砖D.C.L。

选用根据：对于熔融玻璃液有较好的抗蚀性和耐热冲击性。

池底：使用温度<1400℃，选用黏土大砖或高铝大砖。

加料口：使用温度1400~1500℃，选用电熔AZS-36#砖R.V或电熔AZS-41#砖R.V。

选用根据：对玻璃的抗侵蚀性极强鼓泡部位：使用温度1400~1500℃，选用电熔AZS-41#砖D.C.L。

选用根据：该砖适用于侵蚀最强的部位。

电极部位：使用温度1400~1600℃，选用电熔AZS-41#RD.C.L。

熔化池上部结构：加料口上部：使用温度1400~1500℃，选用电熔AZS-36#砖R.C。

【玻璃】玻璃熔窑的结构及窑炉各部位耐火砖的选择耐火材料是玻璃熔窑的主要组成材料，它对玻璃质量、能源消耗以及产品成本都有决定性的影响。

玻璃熔制技术的未来在一定程度上依赖于耐火材料生产制造技术的进步和产品质量的提高。

玻璃窑炉的结构及窑炉各部位耐火砖的选择玻璃熔窑的炉型结构对于大型浮法线来说，玻璃窑炉的构成通常由L型吊墙（通常使用硅砖）、熔化部（与玻璃液直接接触的区域要使用电熔砖，靠顶部的使用硅砖或电熔砖）、卡脖（通常使用硅砖）、冷却部包括耳池（与玻璃液直接接触的地方通常使用刚玉质材料，不与玻璃液直接接触的地方使用硅砖或刚玉）、退火窑、蓄热室（由高铝砖、粘土砖、直接结合镁铬砖）等部分构成。

玻璃窑炉的结构及窑炉各部位耐火砖的选择1、碹顶玻璃熔窑熔化部和冷却部的碹顶（包括拱角），这些部位处于1600摄氏度的工作温度下，使用在这些部位的耐火材料既要能够承受高温、荷重而又要承受碱蒸汽及配合料的冲刷作用，因此，用作顶部的耐火材料必须具备极高的耐火度、高的荷重软化温度及良好的耐蠕变性，而且导热系数小，高温下的耐火材料不能污染玻璃液，材质的容重也要较小，高温强度好等特点。

而高性能优质高纯硅砖正好具备以上的特点：1、荷重温度高接近其耐火度；2、高温下稳定性好，耐压强度高；3、由于主要成分SiO2，含量＞96%，与玻璃组成的主要元素成分相同，所以高温条件下的侵蚀物基本不会污染玻璃液；4、价格便宜。

因此在各种玻璃碹顶，高纯优质硅砖成为各玻璃生产制作过程中的首选。

配合飞料和碱蒸汽与耐火材料的高温化学反应所产生的化学侵蚀，以及由于物相迁移和温度所产生的晶型转化和结构致密性变化是造成碹顶砖损毁的主要原因。

研究结果表明：碹顶用优质玻璃窑硅砖，在窑炉高温作用下的蚀变过程基本上是杂质迁移和杂相变所引起的，化学侵蚀和熔解作用基本可以忽略。

相变和自净化的作用，使窑炉运作带逐渐改变性能，其高温性能得到提高。

玻璃窑炉的结构2、池壁A）、与玻璃液接触的部位熔化部与冷却部池壁与玻璃液直接接触的部分，受到高温，玻璃液引起的化学侵蚀和流动引起的机械物理冲刷，这个部位对耐火材料最主要条件是具有良好的抗玻璃液侵蚀性能，同时不能污染玻璃液。

玻璃池窑用耐火材料的选用和蚀变一、玻璃池窑用耐火材料的种类与选用玻璃池窑用耐火材料必须具备一般工业炉用耐火材料的基本性质，还必需满足玻璃熔制工艺的特殊要求。

在玻璃工业中，耐火材料的质量对于提高玻璃产品产量和质量、节约燃料、延长熔窑使用寿命、降低玻璃生产成本具有重大的意义。

不良的耐火材料，不但限制了池窑作业温度，而且会严重地损坏玻璃的质量，产生结石、条纹、气泡、不必要的着色等缺陷，从而大大影响池窑的生产率。

近代新型优质耐火材料的出现，对玻璃工业现代化发展起着有力的推动作用。

池窑各部位的工作状态不同，要求耐火材料的性能也不同。

对于玻璃熔窑用耐火材料的基本要求大致如下：1、必须具有足够的机械强度，能经受高温下的机械负荷；2、要有相当高的耐火度；3、在使用温度下须有高的化学稳定性和较强的搞熔融玻璃的侵蚀能力；4、对玻璃液没有污染或污染极小；5、有良好的抗热冲击性；6、在作业温度下体积固定，再烧收缩和热膨胀率应很小；7、式样和尺寸准确。

四十年代以来玻璃池窑用耐火材料已经由铝硅(Al2O3-SiO2)系统向铝锆硅(Al2O3-ZrO2-SiO2)系统、高铝(Al2O3)系统和镁质(MgO)制品等系统发展，从而大大促进了池窑水平的提高。

根据池窑的不同作业部位和工艺特点，合理选用各种耐火材料，使熔窑各部分充分发挥其作用，就可以增加产量，提高玻璃质量，平衡窑体各部位使用周期，从而延长熔窑使用寿命，减少燃料消耗和降低产品成本。

只要掌握各种耐火材料的性质和特点，了解熔窑各部位的工作状况，研究耐火材料受侵蚀机理，就可以正确合理地选用耐火材料。

二、耐火材料在池窑中的蚀变在玻璃熔制过程中，耐火材料和玻璃液在高温下相互作用，使耐火材料遭致侵蚀损坏，甚至玻璃液也会造成缺陷。

在熔窑中配合料组份对耐火材料的侵蚀作用比玻璃液的作用要大好几倍。

芒硝配合料比纯碱配合料的侵蚀作用更强。

通常熔融纯碱的侵蚀作用仅局限于加料口附近，而芒硝几乎可侵蚀到全部池壁。

Fiber Glass Melting—Introductory Training 玻璃纤维熔化介绍培训OWENSCORNING⏹Electric Boosting⏹电助熔Goeff Kaercher, Paul Sanik,&Jim MacpheeComposites Electric Boost Training 复合电助熔培训⏹Electricity⏹电⏹Glass Melting with Electricity⏹用电熔化玻璃⏹Electrodes⏹电极⏹Power Systems⏹电力系统⏹Operation & Safety⏹操作与安全⏹Preventative Maintenance⏹预防性的维护⏹Electric Boost Monitoring⏹电助熔监测⏹Submerged Throat Firing⏹沉降式流液洞加热Electricity 电Ohm’s Law 欧姆定律V=I *RR IResistance = voltage/current电阻＝电压／电流1Ohm = 1 volt/1 amp１欧姆＝１伏特／１安培Power 功率P = V*I = I2 * R1 watt= 1 volt * 1 amp１瓦特＝１伏特＊１安培Electricity 电Parallel并联2 ohmTotal R = 1/2 +1/2 =1ohm总电阻＝1/2 +1/2＝１ohmCurrent flows in the path of least resistance 电流所需最小电阻精品Electricity 电Power Triangle功率的三角关系Power Factory = cos θ = KW/KVA功率因数 ＝cos θ = KW/KVAReactive Power KV AR 反应功率 无功千伏安Real power (KW)实际功率（千瓦）Electricity 电⏹Direct Current (DC) - Uniform voltage with time⏹直流电（DC）－随时间变化电压不变-Battery－电池⏹Alternating Current (AC) – Alternating voltage with time ⏹交流电（AC）－电压随时间变化Simple AC Generator简单的交流发电机Electricity 电Circuit Elements 电路元件-Resistor (ohms) －电阻器 （欧姆）Current & voltage in phase 同向电流和电压Capacitor (Farads )电容器（法拉） -V+VvoltageAC Waveform交流电波形精品-Inductor (Henrys)－感应器（亨利）Current lags voltage电流滞后于电压⏹Series⏹连续性2 ohm 2ohmTotal R = 4 ohm总电阻＝４欧姆Electricity 电Comparison to Mechanical Systems与机械系统的比较Electrical Mechanical Hydraulic电的机械的水利的Charge Position Volume (COULOMB)负荷（库仑）位置容量Current Velocity Flow (Ampere)电流（安培）速率流量Potential Difference Force Pressure (Volt)位差（伏特）应力压力Resistance Friction Pipe Friction 电阻摩擦力管道阻力Glass Melting with Electricity 用电熔化玻璃Glass Raw Material Composition玻璃原料成分Wool Glass E Glass Advantex矿物棉玻璃Ｅ玻璃Advantex 玻璃Silica 60% Silica 32% Silica 38% 硅石60% 硅石32% 硅石38%Limestone 4% Limestone 25% Limestone 23% 石灰石4% 石灰石25% 石灰石23% Soda Ash 15% Soda Ash 1% Burnt Dobmite 6% 纯碱15% 纯碱1% 烧结白云石6% Borax 13% Clay 28% Clay 31% 硼砂13% 粘土28% 粘土31% Dolomite 7% Colemanite 13%白云石7% 硬硼酸钙石13%Sod.Nitrate 1% Fluorspar 1%硝酸盐1% 氟石1%Glass Melting with Electricity 用电熔化玻璃Relationship Between Glass Oxides and Resistivity玻璃氧化物与电阻系数的关系Glass oxide Resistivity玻璃氧化物电阻系数CaO Highest 最高TiO2B2O3,FeO,MgO Higher (equally high) 较高（平等的高）SiO2Al2O3K2O Low 低Na2O Lowest 最低GlassMelting withElectricity用电熔化玻璃几个典型玻璃的电阻系数Glass Meltingwith Electricity用电熔化玻璃典型的底部成对电极插入精品精品Glass Melting with Electricity 用电熔化玻璃RESISTIVITY COMPARISON – GLASS AND REFRACTORY电阻系数比较－玻璃和难熔物Glass Melting with Electricity 用电熔化玻璃Resistance 电阻R=ρ*(I/A)I= length of conductorI=导体长度A= cross-sectional area of conductorA=导体的截面积Zone resistance R=(ρ/Π*ⅰ)*(In(x/d))区域电阻ρ= glass resistivity for given temperatureρ=给定温度下的玻璃电阻系数ⅰ= insertion length of electrodeⅰ=电极插入长度x= spacing between electrodesx=电极间距d=electrode diameterd=电极直径Glass Melting with Electricity 用电熔化玻璃Zone Resistance Comparisons区域电阻比较⏹Zone Resistance is inversely proportional to electrodes insertion ⏹区域电阻与电极插入成反比R2/R1= ⅰ1/ⅰ2⏹Zone Resistance is proportional to cube root of electrode spacing ⏹区域电阻与电极间距的立方成正比R2/R1=x2.33/x1.33⏹Required voltage is related to both electrode insertion an spacing ⏹所需电压与电极插入和电极间距成正比V2=(ⅰ2/ⅰ1)*( x1.33/x2.33)*V1Glass Melting with Electricity 用电熔化玻璃⏹Current Density⏹电流密度-5 amps/sq. inch exposed electrode in E glass－暴露在Ｅ玻璃中电极的电流密度为５安培／平方英寸-10 amps/sq. inch exposed electrode in wool glass－暴露在矿物棉玻璃中电极的电流密度为１０安培／平方英寸⏹Exposed electrode =Π* diameter * insertion length⏹暴露电极＝Π*直径*插入长度⏹Allowable current flow per pair 3’’ dia. Electrodes⏹每对３英寸直径电极可允许的电流Glass Melting with Electricity 用电熔化玻璃Electrode insertion Max. Electrode Current 电极插入长度最大电极电流16’’750 amps24’’1125 amps32’’1500 amps37’’1750 amps44’’2075 ampsPower Dissipation near Electrodes电极周围的功率消耗- 85% of energy released with 3 diameters of electrode－３电极直径85%的能量释放- vertical temperature gradient also impacts power dissipation －垂直温度梯度也会影响功率消耗Electrodes 电极⏹Molybdenum used for 2600 deg. C melting point⏹钼合金应用在2600℃的熔化点⏹Oxidizes rapidly above 600 deg. C⏹在600℃以上氧化反应迅速⏹Density of molybdenum is 637 Ibs/cu.ft.⏹钼的密度是637磅／立方英尺Electrode Dia. Weight per Inch Cost per Inch 电极直径每英寸重量每英寸价值2’’ 1.16 Ibs $213’’ 2.48 Ibs $ 454’’ 4.41 Ibs $80Electrodes 电极Commercial Molybdenum Issues钼的商业问题⏹Teledyne Wah Change went out of business April 2000 ⏹在2000年４月Teledyne Wah Change不再从事该业务⏹Plansee (of Austria) preferred supplier based on lab tests ⏹奥地利Plansee首选基于试验测试的供应商Herman Walser in Reutte 43(5672)600-2834H. Nicastro (Schwarzkopf) 508.553.3800CSM Industries (Coldwater, Michigan) cannot meet OC grain size specification for 3’’diameter electrodesCSM行业（Coldwater，密歇根州）不能达到OC对3英寸直径电极的颗粒尺寸要求Electrodes 电极EFFECT OF TEMPERATURE ON OXIDATION OF UNALLOYED MOLYBDENUM重量损失非钼合金氧化物对温度的反应2*1*0.055 inch samples exposed to moving air for 30 minutes at temperature. 2*1*0.055英寸的样品在室温下暴露在流动的空气中３０分钟Electrodes 电极⏹One piece block cooler/purge can design⏹一个整体的冷却器／净化可被设计- All stainless steel construction－全部不锈钢结构- Teflon coated graphite fiber packing gaskets－包上一层碳纤维衬垫的聚四氟乙烯- Reduced sleeve length－减小套管的长度- 4’’ diameter electrode block－４英寸直径电极块- Low melting glass－降低熔化玻璃精品Electrodes 电极⏹Purge Gas⏹净化器- Liquid nitrogen supply system精品－液氮供应系统- Maintain low pressure at purge gas panel－维持净化器低压- Sonic leak detection on piping－管道上的音速泄漏检测- Non-conductive hose – replace when brittle－绝缘胶管－脆化后更换- Maintain 1’’ w.c. back pressure－保持１英寸的回水压力- Check valve for compressed air backup to bubblers －检查支持鼓泡器的压缩空气阀门Electrodes 电极⏹Electrode installation procedures ⏹电极安装步骤- Required equipment－所需要的设备- Initial installation at startup－在启动时的初始安装- Extending existing electrodes－扩充现有的电极Electrodes 电极Electrodes 电极Electrodes 电极Electrodes 电极Electrodes 电极Electrodes 电极Power Systems 电力系统⏹Primary power supply⏹主电源- High voltage feed with large electric boost systems －为电助熔系统提供的高压- Emergency stop system for emergencies－为紧急事件的紧急停止系统- Electric lockout procedure for routine outages－为日常损耗的电力停止程序- Look away to operate HV disconnect switches－把脸转过去来操作高压闭合开关- Visually check for open switches－目检断开的开关Power Systems 电力系统⏹Transformers⏹变压器-Coupling between electric and magnetic circuits －电磁回路的联结- Voltage and current relationship－电压和电流的关系精品- Nameplate rating－标示牌等级- Operating temperature affects life－运行温度影响寿命-Dry type versus water-cooled－空气冷却与水冷却对比- Check cooling fan operation－检查冷却鼓风机的运行- Check transformer vault HVAC－检查变压器间的高压交流电-Cooling air to assist convective heat rise－冷却风来帮助对流热上升。

玻璃熔窑耐火材料及熔窑应知应会资料玻璃熔窑耐火材料及熔窑应知应会部分一、玻璃熔窑用耐火材料1、硅砖硅砖是浮法玻璃熔窑使用量最多、也是最重要的一个砖种。

对于大型熔窑，硅砖主要用于熔化部及工作部窑顶大碹、胸墙和前后端墙、蓄热室顶碹和蓄热室上部隔墙等。

硅砖的高档制品SiO2含量为96~98%。

它是属于酸性耐火材料；其密度为 2.35至2.38g/cm3，具有很高的高温结构强度，如荷重软化温度高（1640~1700℃）和蠕变率低，而且在吸收少量碱质组分后除了极轻微的熔蚀外，并不降低窑顶结构强度。

硅砖的主要缺点是抗热震性能低。

玻璃窑用硅砖具有如下特点：a.高温体积稳定，不会因温度波动而引起炉体变化：玻璃熔窑在1600℃下可以保持炉体不变形，结构稳定。

b.对玻璃液污染轻微：硅砖主要成分是SiO2，在使用时如有掉块或表面熔滴，不会影响玻璃液的质量。

c.耐化学侵蚀：上部结构的硅砖受玻璃配合料中挥发的R2O的气体侵蚀，表面生成一层光滑的变质层，使侵蚀速度变低，起保护作用。

d.其体积密度小：可减轻炉体重量。

2、粘土砖粘土砖是以耐火粘土为原料生产的耐火制品，浮法玻璃熔窑使用量较多。

粘土砖主要用于工作温度在1300℃的窑炉部位，如蓄热室下部的格子砖及墙砖、烟道砖及池底的粘土大砖等。

粘土砖其主要成分是Al2O3含量为30~48%、SiO2含量为50~70%。

它是偏酸性的耐火材料，随着砖中Al2O3含量的增加其酸性逐渐减弱，它对酸性具有一定的侵蚀抵抗力，对碱性侵蚀抵抗力能力较差，因此粘土砖宜用于酸性窑炉环境；其密度为2 .40至2.56g/cm3，其耐火度虽然高达1700℃，但荷重软化温度只有1300℃左右，因此在高温使用时不能承重、不能受压。

粘土砖的抗热震性较好，波动范围较大，一般大于10次（1100℃/水冷），这与粘土砖的线膨胀系数值不太大又无多晶转变现象及具有明显颗粒结构有关。

3、高铝砖与硅线石砖高铝砖是Al2O3含量大于48%的硅酸铝质耐火材料统称高铝质耐火材料，浮法玻璃熔窑使用量较少；如果在高铝质砖的配料中加入一定比例的硅线石及其他微量元素将变成硅线石砖，高铝砖主要用于蓄热室的中部砌墙，硅线石砖主要用于蓄热室的炉条碹等。