在玻璃制造过程中,瓶炉侧壁由于承受着剧烈的热循环、化学侵蚀和机械磨损,是最关键也最脆弱的区域之一。据一家欧洲大型玻璃生产商的行业数据显示,超过60%的计划外炉窑停机时间与耐火材料的劣化有关,尤其是在这一区域。本文将深入剖析此类故障的根本原因,并基于实际工程经验提出切实可行的解决方案。
当熔融玻璃或碱性蒸汽与耐火材料(如耐火粘土或普通砖)发生反应时,就会发生化学侵蚀。在中东一家工厂的一个案例中,由于氧化钠(Na₂O)的渗透,侧壁衬里在短短18个月后就失效,导致抗压强度降低了高达40%。同时,高速玻璃流产生的机械冲刷(通常被忽视)会导致表面剥落,尤其是在燃烧器附近,那里的流速超过2米/秒。
在间歇式燃烧炉中,温度快速变化会导致热应力裂纹的形成。国际耐火材料协会的一项研究发现,导热系数低(>1.2 W/m·K)的材料比散热性能优异的材料产生微裂纹的可能性高出3倍。
解决方案在于材料选择——具体而言,是采用ZrO₂含量为36%的电熔AZS(氧化铝-氧化锆-二氧化硅)合金。与标准AZS-33合金相比,该合金具有以下优点:
但性能不仅仅取决于化学成分,设计也至关重要。合理的砖块布局,包括错缝铺贴和良好的隔热外层,可以将使用寿命延长30%至50%,这一点已由美国一家集装箱玻璃厂的现场工程师使用我们推荐的安装方法证实。
我们的团队采访了来自三大洲的五位资深耐火材料技术人员。他们的共同建议是什么?每天监测热面温度——如果温度持续超过 1350°C,就应该重新评估保温措施或烧制方案。此外,还要避免停机后突然冷却——这是一个常见的错误,会加速热冲击造成的损坏。
一位工程师指出:“我们现在每两周进行一次红外热成像检查,而不是每月一次——这样我们就能在分层完全失效之前发现早期迹象。”