在玻璃熔窑的严苛环境中,选择合适的耐火材料对于确保运行效率和使用寿命至关重要。其中,熔铸AZS(Al₂O₃-ZrO₂-SiO₂)耐火砖因其卓越的耐化学性、热震稳定性和致密的微观结构而脱颖而出。本指南探讨了工程师和工厂操作员如何根据熔窑内的温度梯度优化熔铸AZS耐火砖的战略布局,从而有助于缓解结晶、热裂和腐蚀磨损。
熔融铸造的AZS块体主要由氧化铝(Al₂O₃)、氧化锆(ZrO₂)和二氧化硅(SiO₂)组成,形成致密的玻璃状基质,具有优异的抗熔融玻璃腐蚀性能。值得注意的是,氧化锆的加入可增强其抗热震性,使其在温度快速波动时保持结构稳定。其典型的体积组成范围为:20-25% 的氧化铝、50-65% 的二氧化硅和 10-20% 的氧化锆。
主要性能属性包括:
•密度:约 3.0 g/cm³,确保低孔隙率和高不渗透性。
•最高使用温度:最高 1700°C,具体取决于等级。
•热膨胀系数: ~5.5×10⁻⁶ /°C,与熔融玻璃紧密匹配,以减少应力。
•耐化学性:具有出色的抗碱侵蚀和熔融玻璃侵蚀性能。
玻璃熔炉的温度梯度非常明显,从装料区附近的1300°C到燃烧室中的近1600°C。这些温度梯度对不同位置的耐火材料提出了不同的要求:
| 熔炉区域 | 典型温度(°C) | 耐火材料要求 | AZS 块应用重点 |
|---|---|---|---|
| 上部炉顶 | 1500 - 1600 | 最高的抗热震性和硬度 | 高等级 AZS,具有较高的氧化锆含量,可抵抗热循环 |
| 工作罐侧壁 | 1400 - 1500 | 耐熔融玻璃和碱性蒸汽腐蚀 | 氧化铝含量均衡的标准熔融AZS块 |
| 充电通道和喉口 | 1300 - 1400 | 耐磨损和适度的热波动 | AZS 块具有优化的光滑表面,可防止玻璃堆积 |
温度分布不均匀会导致热应力集中,从而引发裂纹和耐火材料过早失效。战略分区是指将AZS砌块等级与温度曲线相匹配——例如,在热冲击和化学侵蚀最严重的屋顶区域放置高锆AZS砌块,而在温度较低的区域使用常规AZS砌块。
此外,精心设计AZS砖的走向和接缝,可以减少玻璃结晶的间隙。通过保持光滑连续的耐火材料表面,操作员可以最大限度地减少失透点,避免玻璃缺陷和设备停机。
正确的安装可最大程度地提高熔铸AZS砌块的性能。建议的做法包括:
定期检查和清洁,尤其是在工作槽和喉部,可以防止玻璃渗透,从而加速砌块的损坏。采用红外热成像技术可以检测到预示耐火材料损坏的早期温度异常。
掌握这种布局技术可以减少熔炉停机时间并提高生产效率——这是您迈向更高水平玻璃制造可靠性的途径!