近年来,独联体的玻璃生产企业在现代化的设计方案中采用新型现代蓄热室结构方案,对镁质耐火材料提出了全新的质量要求。过去的蓄热室格子体为七面体的异型制品,从2004年开始,玻璃厂新建窑炉或改造窑炉时在蓄热室内格子体大量使用皿型耐火材料。使用这种新型耐火材料,除了能延长使用窑炉的寿命外,由于这种异型制品具有较小厚度,可改善热交换过程,达到节省燃料10%~15%的效果。过去使用直孔型镁质、镁铬质格子砖的蓄热室的使用寿命在3~4年之间,使用新型格子体后蓄热室的寿命显著提高。镁砖公司的研究人员也根据用户的要求,在很短的时间内开发出了可批量生产的产品,其性能指标见表1。这些产品的可保证蓄热炉的使用寿命在大修前超过7年,达到了国际水平。
表1 镁砖公司开发的玻璃窑蓄热室用镁质砖的理化性能
指标 |
镁质耐火材料 |
镁锆质耐火材料 | |||||||
ГМП-93 |
ГМП-95 |
ГМП-1 |
ППЛС-93 |
ГМП-93 |
ПЦСС-78 |
ПЦС-1 |
ПЦС-2 | ||
w(MgO)/% |
94.2 |
95.7 |
95.2 |
97.5 |
98.0 |
80.9 |
85.6 |
79.3 | |
w(SiO2)/% |
1.61 |
1.03 |
1.26 |
0.64 |
0.31 |
5.69 |
4.49 |
6.65 | |
w(CaO)/% |
1.51 |
1.30 |
1.30 |
1.21 |
0.75 |
0.43 |
0.71 |
0.85 | |
w(Fe2O3)/% |
1.78 |
1.44 |
1.72 |
0.68 |
0.63 |
0.53 |
0.42 |
0.45 | |
w(ZrO2)/% |
- |
- |
- |
- |
- |
11.2 |
8.78 |
11.9 | |
体积密度/(g·cm-3) |
2.89 |
2.95 |
2.97 |
3.06 |
3.00 |
3.14 |
3.10 |
3.10 | |
显气孔率/% |
17.4 |
15.3 |
14.4 |
14.4 |
14.9 |
14.8 |
13.0 |
13.5 | |
耐压强度/MPa |
83.0 |
94.0 |
96.0 |
97.6 |
95.6 |
90.6 |
89.0 |
91.0 | |
抗折强度/MPa |
20 ℃ |
19.2 |
20.4 |
18.9 |
33.6 |
8.8 |
9.4 |
8.6 |
15.1 |
600 ℃ |
27.5 |
33.1 |
17.5 |
31.5 |
9.8 |
13.8 |
14.8 |
13.0 | |
1 200 ℃ |
8.8 |
11.0 |
14.7 |
24.2 |
9.4 |
16.2 |
16.9 |
13.2 | |
20~1 400 ℃膨胀率/% |
2.0 |
1.99 |
1.99 |
1.95 |
1.99 |
1.75 |
1.77 |
1.77 |
此外,新开发的镁砖具有较高的蓄热能力,其总的热交换系数高于黏土砖和硅砖。用w(MgO)>97%的镁砂制成的高纯度抗侵蚀性镁质和镁锆质耐火材料可有效地用于使用条件苛刻的格子体的上部,这一部位温度高,粉尘微粒和燃料燃烧物的侵蚀作用强烈,在高强度循环时具有显著的温度梯度。
低SiO2含量的镁质耐火材料可以在生产含4%~18% B2O3的硅酸硼玻璃生产企业使用。为了评价镁质耐火材料的使用可行性,Lisma玻璃厂在玻璃窑蓄热室中砌筑了这种制品,试制品砌筑在从熔窑炉膛内吹出含粉尘热流冲刷最强烈的部位,运行2个月后观察,没有发生化学反应。
目前,镁砖集团生产的镁质异型砖已经在俄罗斯20多家玻璃生产企业的蓄热室内衬和格子体上得到应用,并取得了良好的使用效果。除了炉墙和格子体外,ППЛС-97镁质制品可以应用于蓄热室炉顶。
2010年,高纯镁质耐火材料ППЛС-97在AGC平板玻璃欧洲研发中心实验室进行了检测试验,结果表明,ППЛС-97制品的理化性能和热机械性能达到了制造同类产品的其他公司的水平,并被推荐应用于AGC公司所属企业。(编译自俄刊《新型耐火材料》2011,№6)