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生產(chǎn)玻璃的窯爐種類、大小、構(gòu)造的不同,對耐火材料的性能和使用要求也不盡相同。玻璃行業(yè)尤其是浮法玻璃窯爐使用的定型耐火材料主要有熔鑄耐火材料、硅磚和鎂質(zhì)耐火材料3大類。硅磚是玻璃窯用耐火材料的傳統(tǒng)產(chǎn)品,是指SiO2含量≥93%的耐火制品。硅磚是以SiO2含量≥96%的硅石為原料,加人礦化劑和結(jié)合劑,經(jīng)混煉、成型、干燥、燒成等工序制得。硅石原料中SiO2含量越高,制品的耐火度越高。硅磚屬于酸性耐火材料,具有很強的抗酸侵蝕能力,硅磚具有較高的荷重軟化溫度,較低的密度和價格便宜等特點。廣泛應(yīng)用于焦爐的炭化室、燃燒室和隔墻、玻璃池窯和窯頂,池墻、熱風爐的高溫承重部位、炭素焙燒爐等熱工設(shè)備。
玻璃池窯用硅磚主要用于熔窯大碹和部分火焰空間,硅磚的質(zhì)量關(guān)系到熔窯的正常運轉(zhuǎn)與壽命。
硅磚自問世至今經(jīng)歷了三代的發(fā)展。一代硅磚就是傳統(tǒng)的普通硅磚,二代相對普通硅磚而言要好的多,它具備“三高三低”的特點?!叭摺笔侵父呒兌?SiO2含量>96%),高荷重軟化溫度(>1685℃),高鱗石英、方石英含量(高鱗石英和方石英含量>90%);“三低”是指低雜質(zhì)含量(Al2O3+2R2O≤0.5%),低真密度(≤2.34g/cm3),低殘余石英(≤3%)。第三代是第二代磚的改進型磚,CaO的含量由原來的2%~3%降低到1%以下,堿金屬氧化物含量比0.5%進一步降低、FeO含量在0.2%以下,顯氣孔率由第二代的20%~22%降到16%~18%。
制造耐火高鋁磚一般采用軟質(zhì)粘土,這種材料具有較好的可塑性,因此制造高鋁耐火磚通常采用軟質(zhì)粘土作結(jié)合劑。但是粘土中的游離SiO2與高鋁礬土熟料中的游離Al2O3在1200℃下發(fā)生二次莫來石化反應(yīng),產(chǎn)生較大的體膨脹,硅的氣孔率增大,強度降低。因此,配料中粘土粉的加入量以不超過5%為宜。
如果取消高鋁磚制品燒后易產(chǎn)生龜裂,外觀質(zhì)量不好,而且給物料處理帶來一定困難。但是,高鋁磚細粉加入量過多,南陽高鋁磚,不僅成型困難,而且易產(chǎn)生裂紋,燒成收縮較大,廢品率增加。因此,細粉加入量以40~50%為宜。一般說來,中間顆粒加入量以10%為宜。中間顆粒既不起組顆粒的骨架作用,也不是細粉的燒結(jié)作用。因此,中間顆粒的加入量通常限制在低數(shù)量。但是,不能全部取消中間顆粒。生產(chǎn)實踐表明,適當增大高鋁磚粗顆粒尺寸和數(shù)量可提高泥料的堆積密度,且易于成型。燒成時,物料周圍的二次莫來石化反應(yīng)較弱,特等高鋁磚,易于燒結(jié)。但是,放大高鋁磚顆粒尺寸也有一定限度。如果放大到4~5mm,易產(chǎn)生缺邊掉角現(xiàn)象,輕質(zhì)高鋁磚供應(yīng),且組織組織均勻程度受到影響。所以,耐火高鋁磚價格,大顆粒尺寸以3mm為宜。
高鋁磚配料中加入細粉有利于坯體燒結(jié)、增加制品的密度。由于細粉在燒結(jié)時產(chǎn)生的燒成收縮可以減弱或抵消二次莫來石化反應(yīng)所產(chǎn)生的體積膨脹,所以加入細粉甚為必要。此外,可采用高鋁礬土微粉作結(jié)合劑;或?qū)⒏咪X礬土微粉與粘土粉按一定比例配制,制備合成莫來石作結(jié)合劑。用這些結(jié)合劑皆可制得無二次膨脹的高鋁磚。