第10期
玻璃熔窑炉底横梁用耐火材料的研究
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期号 : 2010 年, 第10期
内容简介

    根据设计部门的计算,受熔池蚀损程度的影响,玻璃熔窑炉底横梁热面上的温度在1 300~1 400 ℃之间。玻璃熔窑炉底横梁传统上使用烧成黏土砖和莫来石制品,但是,近来开始使用浇注料预制件。为了对比在炉底横梁上使用不烧浇注料制品和烧成制品的长短处,俄罗斯的研究人员对有关材料进行了研究。
    试验选用了烧成黏土砖,其型号为ШСУ-33和ШСУ-40,低水泥耐火浇注料(Borcast-50W)试样尺为230 mm×114 mm×65 mm的长方体和棱长70 mm的立方体。烧成的黏土砖试样直接取自生产线,浇注料试样成型后自然干燥3天后,经200、400、600、800、1 000和1 300 ℃热处理,最高温度下保温2h。试样的理化性能列于表1。
表1 所研究试样的理化性能
指标 Borcast-50W浇注料 ШСУ-33黏土砖 ШСУ-40
黏土砖
w(Al2O3)/% 55.46 41.25 44.46
w(Fe2O3)/% 1.64 1.51 1.42
w(CaO)/% 1.45 - -
耐压强度/MPa 73.7 49.3 62.5
显气孔率/% 19.9 15.3 14.7
体积密度/(g•cm-3) 2.4 - 2.3
荷重软化开始温度/℃ 1 420 - >1 450
    根据标准要求测定试样的热导率、高温线膨胀系数,用坩埚法测定试样的抗玻璃液侵蚀性,利用扫描电镜和电子显微镜、能谱仪对试样进行岩相分析。
    综合分析试验结果认为,使用低水泥浇注料代替烧成黏土砖来构筑玻璃窑底部支撑结构有一定的风险,其原因有二:(1)由于相组成变化不稳定,浇注料的热物理性能不稳定,这些热物理性能随着处理温度的变化而变化,其线膨胀系数也随着处理温度的变化而变化,而在高于1 200 ℃出现收缩。这些因素可能会破坏窑体支撑衬体的整体性,导致其提前报废。(2)由于结合剂中存在有铝酸钙和氧化铝细粉,浇注料的抗玻璃熔液侵蚀性较差。
    低水泥耐火浇注料烧成制品的相组成稳定、热物理性能稳定,但是烧成也不能预防制品在1 200 ℃以上时的收缩,也不能提高其抗玻璃液侵蚀性能,但是其收缩量有所减少,玻璃液侵蚀程度也有所减少。
    与浇注料制品相比,烧成黏土砖的优点有:(1)烧成黏土砖热物理性能和线膨胀系数稳定,能够预测其在使用过程中的变化,使用过程中不会产生促使砌体内裂缝扩展的体积变化。(2)由于与玻璃液接触后形成了致密的接触层,能够延长其抵抗泄露玻璃料的侵蚀时间,因此,烧成砖在玻璃-耐火材料界面上发生接触性侵蚀反应并钝化。                (程庆先编译自俄刊《耐火材料与工程陶瓷》2009,11/12)

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