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在线体彩在玻璃熔窑中常见的几种损坏情况

发布日期:2020-12-22 作者: 点击:

  在线体彩是玻璃窑炉的物质基础,它对窑炉的整体效益影响极大,必须慎重选材。在线体彩 不仅用量大,一座500t/d级的浮法玻璃熔窑大概要用5000t左右的在线体彩,而且其费用占全窑造价乃至整个工厂投资的主要比重,故必须合理选材。所谓合理,即技术和经济两个方面都应 “恰如其分”。其选用原则应遵循下面几点:

  ① 满足必要的使用性能,如高温性能、化学稳定性、热稳定性、体积稳定性和机械强度。

  ② 不污染玻璃液,不影响玻璃液质量。

  ③ 尽可能长的使用寿命。

  ④ 砌在一起的不同材质的在线体彩之间在高温下没有接触反应。

  ⑤ 尽可能少的用料量和散热损失。

  ⑥ 易损部位用优质材料,其他部位用一般材料,做到“合理配套,窑龄同步”。

  在线体彩在玻璃窑中使用时的损坏情况

  在线体彩在玻璃窑炉中使用时,由于高温、火焰、料粉、气氛、气流和液流等作用,会遭到严重的破坏,大大影响了窑炉的使用寿命。从烤窑起,在线体彩在窑炉中的使用即开始,操作不当,同样会使在线体彩受到很大的,甚至是很严重的损坏,需特别注意。下面介绍几种损坏情况。

  窑内料粉、玻璃液和火焰气体在高温下都会侵蚀在线体彩。配合料中的纯碱、芒硝、硼酸盐、氟化物、氧化物在高温下与在线体彩表面作用,生成低共熔物或疏松状物,并借助在线体彩本身的空隙或界面的交代反应继续向砖体内部渗透扩散,而使在线体彩逐渐被溶解、剥落而减薄、变质、进行重结晶等。上述各种盐类与化合物的蚀损机理是不同的,芒硝比纯碱的蚀损作用强得多。

  料粉对在线体彩的蚀损作用主要表现在粉料高温蒸发的碱性蒸气对在线体彩的侵蚀,如硅砖表面的熔蚀、内部的“鼠洞”等,以及格子砖中的反霞石化作用等。再者,粉料中超细粉的飞料在蓄热室格子体中集聚,形成瘤子,堵塞格子孔,严重时造成格子砖倒塌、损毁,被迫热修。蚀损作用随温度升高而加剧,熔化温度每提高50?60℃就会使使用期限缩短约一年。前脸墙、加料口、熔化部前部空间、池壁、小炉、蓄热室上层格子体等部位都会受到料粉的蚀损。

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  玻璃液对在线体彩的蚀损作用比料粉要小得多,玻璃液与在线体彩界面层上的相反应是复杂的。玻璃液首先溶解在线体彩中的游离的SiO2。莫来石的溶解速度较小,它聚集到玻璃液和在线体彩的界面上,虽然小结晶的莫来石溶解了,但在使用时大结晶的莫来石甚至有了增长。在线体彩被侵蚀后,与它接触的熔融物中增添了SiO2和Al2O3的成分。熔融物将扩散到玻璃液的其余部分中去。在扩散过程中,熔融物的成分发生变化,SiO2和碱液增加了,而在界面上发生了β-Al2O3结晶的聚集作用,所以,在在线体彩与玻璃液的接触面上,首先是莫来石层,接着是β-Al2O3层,然后是未受侵蚀的在线体彩。在线体彩溶解后,使玻璃液黏度增大,促使在在线体彩表面形成较难移动的保护层,减弱了继续侵蚀的作用。

  玻璃液对在线体彩的侵蚀作用,取决于其黏度和表面张力等物理性质。黏度低和表面张力小的玻璃液容易浸润在线体彩,并从其表面细孔吸入内部,使整个在线体彩受到强烈的侵蚀。高碱玻璃具有较低的黏度,硼硅酸盐玻璃的表面张力小,所以,它们的侵蚀作用就剧烈。提高熔制温度会降低熔融玻璃液的黏度和表面张力,从而也加速了侵蚀作用。含硼酸、磷酸、氟、铝、钡化合物的玻璃液,对在线体彩有剧烈的侵蚀作用,强烈的玻璃液对流和不稳定的液面会把保护层冲刷掉,加速蚀损。对在线体彩本身来说,蚀损程度主要与它的化学组成、矿物组成和结构状态有关。一般在线体彩的结构都是由一个或多个晶相、玻璃相和气相组成的。气孔,特别是开口气孔,是侵蚀剂渗入在线体彩内部的通道,并使侵蚀面增加。相对于晶相来说,玻璃相是薄弱环节,其化学稳定性差,要提高在线体彩的抗侵蚀,必须使其高温的稳定晶相增多,玻璃相含量减少,且软化温度和黏度要大,气孔率尽可能低。此外,还要求晶相细小并均匀分布在玻璃相中,形成均匀致密的组织结构。在线体彩表面不平整和裂纹会使侵蚀加剧,液面处的池壁砖和池壁砖砌缝处于易被玻璃液蚀损的地方,水平缝的蚀损比垂直缝严重,故要求砌体表面光滑,砲缝小,并要整块立砌。

  煤气与重油的燃烧产物(内含SO2、V2O5等腐蚀性气体)及个别配合料组分的挥发物,也会腐蚀火焰空间、小炉、蓄热室等处的在线体彩。高温下不同筑炉材料之间会相互反应,以致损坏。如1600℃,1650℃,黏土砖和硅砖会剧烈反应,高铝砖和硅砖会起中等反应,电熔锆刚玉砖与硅砖会起剧烈反应,严重共熔。电熔锆刚玉砖与石英砖、白泡石起中等反应,而与刚玉砖起接触反应。所以,刚玉砖可用作过渡材料。

  在蓄热室使用的格子体还因氧化还原气氛作用而损毁,其损毁机理主要在于变价离子在氧化和还原状态其价态不同,配位状态不同,产生体积变化,导致制品强度降低,开裂。

  烧损

  在高温长时间作用下,在线体彩会被烧熔(又称烧流)或软化变形而损坏。窑内某部位局部过热或所砌在线体彩的耐火度不够.在线体彩就被烧熔。有时,耐火度合格,但荷重软化温度偏低,则长期使用时,在线体彩也会软化变形,影响了整个砌体的稳性和使用寿命。烧损严重程度视温度和在线体彩的性质而定。小炉喷火口碹、小炉腿、舌头、蓄热室碹、熔化部窑碹和胸墙等是易被烧损的部位。

  裂损

  裂损主要发生在烤窑阶段。烤窑时,在耐火砖内部出现一定的温度差,产生相应的机械应力。如升温速度过快,超过了在线体彩允许的极限强度时,将出现裂纹,甚至裂成碎块。电熔的、高度烧结的致密在线体彩破损。除温差产生应力外,在线体彩晶型变化所造成的膨胀或收缩亦会产生应力。升温过快时,晶型变化快,体积变化过剧,产生应力过大,使在线体彩开裂。因而,在烤窑时必须按事先制定的烤窑曲线升温。烤窑后,在线体彩长期处在高温作用下,在该作业温度下的在线体彩机械强度比在室温下要低得多。如果作用于在线体彩的机械负荷偏大,则在线体彩会产生非弹性变形(与极黏的液体流动相似),而导致破坏。

  磨损

  玻璃液沿着在线体彩流动时具有滴水穿石的功效,把在线体彩磨出一条条沟槽,这是机械磨损。主要磨损部位在玻璃液面处。另外,在循环液流流动处(特别是液流紊乱处)也明显可见。当液面波动及液流变化(如受温度波动影响)时,磨损加剧。


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