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保温棉熔窑耐火材料的选择分析
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保温棉熔窑耐火材料的选择分析

【摘要】:
近年来,国内的保温棉生产企业越来越多,但是,由于保温棉产品的特殊成分和生产工艺,生产保温棉的熔窑的耐火材料的配材显得越来越重要。目前,我国保温棉熔窑的寿命一般在3年左右,达到5年以上窑龄的不多,其主要原因是熔窑各部位耐火材料的选择问题。 保温棉熔窑耐火材料的设计原则为:在一个窑期内,力求使熔窑各部位耐火材料的侵蚀基本同步。这样最为经济合理。 各部位耐火材料配置分析如下: (1)熔化部池壁由于熔化温
近年来,国内的保温棉生产企业越来越多,但是,由于保温棉产品的特殊成分和生产工艺,生产保温棉的熔窑的耐火材料的配材显得越来越重要。目前,我国保温棉熔窑的寿命一般在3年左右,达到5年以上窑龄的不多,其主要原因是熔窑各部位耐火材料的选择问题。
 
保温棉熔窑耐火材料的设计原则为:在一个窑期内,力求使熔窑各部位耐火材料的侵蚀基本同步。这样最为经济合理。
 
各部位耐火材料配置分析如下:
 
(1)熔化部池壁由于熔化温度较低,一般在1400℃以下,而且玻璃液的黏度大,反应扩散率小,所以对池壁的侵蚀较小,一般采用33氧化法电熔锆刚玉砖即可。对于横火焰熔窑,为了达到较长的窑龄,熔化部池壁需要采用铬含量在30%的铬锆刚玉砖。无论采用何种材质的耐火材料,在池壁液位线附近都不做保温,并采用吹风冷却,以延长池壁的使用寿命。
 
(2)熔化部胸墙熔化部胸墙处于熔窑的火焰空间,由于高温热气流的作用,大量的碱和硼的挥发物黏附在胸墙砖的表面和缝隙里,与胸墙砖发生化学反应造成侵蚀。所以,胸墙砖一般选择高温化学性能稳定、抗碱和硼的中性耐火材料或偏碱性耐火材料。对于低窑龄的胸墙,33电熔锆刚玉砖是最好的选择,但对于长窑龄的胸墙,烧结锆英石砖或铬含量在30%的铬锆刚玉砖更好。
 
(3)熔化部池底铺面砖因熔化部池底的散热面积较大,除了加强保温外,还要考虑因保温引起池底温度升高所带来的侵蚀加剧。电熔锆刚玉砖铺面是保温棉熔窑池底的首选,对于大多数保温棉熔窑来说,这种材质的稳定性能与熔窑的寿命完全匹配。当熔窑的玻璃液深度低于500mm,且采用鼓泡时,池底玻璃液的高温和鼓泡产生的玻璃液的强烈对流,大大加剧了玻璃液对池底耐火材料的机械冲刷侵蚀,若采用传统的电熔锆刚玉砖铺面层,难以满足长窑龄(5年以上),所以选择含铬15%的铬锆刚玉砖更合适。
 
(4)熔化部大碹对于马蹄焰保温棉熔窑,碹顶大多数采用硅砖。尽管碱性玻璃液宜用碱性砖,但硅砖价格便宜,耐碱性蒸气的侵蚀能力差。由于保温棉成分中的硼、碱含量很高,当砖表面的玻璃釉流失后,在硼、碱蒸气的作用下,硅砖很容易被继续侵蚀,从而影响熔窑的寿命。目前国内马蹄焰保温棉熔窑的硅砖碹顶一般在9个月至1年后就产生鼠洞,需要经常维护,修修补补,勉强能撑3年。修补碹顶既是繁重的热修作业,又对生产带来影响。若要取得5年以上窑龄,保温棉熔窑的碹顶材质不适合用硅砖,而应该采用含铬30%的铬锆刚玉砖或者特制的烧结莫来石砖。
 
(5)流液洞流液洞是保温棉熔窑最容易侵蚀的部位,且无法热态维修,所以,流液洞耐火材料的使用寿命直接决定了熔窑的寿命。目前,大多数保温棉熔窑的流液洞采用无生产经验缩孔电熔锆刚玉砖。由于保温棉熔窑的玻璃液温度偏低,一般在1250℃以下,所以流液洞耐火材料的侵蚀主要是机械冲刷。对于小吨位的保温棉熔窑,无缩孔电熔锆刚玉砖完全可以满足窑龄的要求,但对于大吨位及长窑龄的保温棉熔窑,流液洞砖采用含铬50%的铬锆刚玉砖会更合理。
 
(6)格子砖保温棉成分中含有高碱低硼,对镁砖的侵蚀很剧烈。而且碱蒸气和硼蒸气在中温区(810~940℃)容易析晶,析晶物黏度很大,黏附在经侵蚀后凹凸不平的格子砖表面,从而造成格子砖的堵塞。目前,玻璃棉熔窑的格子砖一般采用碱性砖,上层97镁砖或98镁砖,中层95镁砖或96镁砖,下层镁铬砖和低气孔黏土砖。这样配置的格子砖成本较低,但因碱蒸气、硼蒸气析晶黏附在格子砖上,所以,使用一年半左右需要更换格子砖。对于长窑龄的格子砖,十字形电熔锆刚玉砖是首选。
 
(7)通路对于火焰窑通路的上部结构一般采用33电熔锆刚玉砖,或烧结锆英石砖。而对于电熔窑通路的上部结构可以采用烧结莫来石砖。与玻璃液接触的通路,采用33电熔锆刚玉砖或含铬30%的铬锆刚玉砖均可。
 
保温棉熔窑合理的耐火材料匹配是取得高效益的关键。当然,耐火材料的选择需要综合考虑窑龄、投资、耐火材料现状及生产周期等因素,使熔窑的运行最有效和最经济