玻璃窑炉用耐火材料技术培训课件4

AZS33#WS-YAZS41#WS-Y第一节概述

二、主要种类1.按化学成分分为：〔1〕氧化硅质〔以氧化硅为主，包括硅砖和石英玻璃〕；〔2〕氧化铝质(以氧化铝和氧化硅为主，又分为半硅质、粘土质和高铝质)；〔3〕氧化镁质〔又分为镁砖、镁铝砖、镁硅砖、镁钙砖、镁铬砖和镁碳砖〕；7.按使用场合：冶金用;

水泥窑用;玻璃窑用;

陶瓷窑用;

锅炉用。3．密度〔g/cm3〕体积密度d=M/V视密度或表观密度da=M/〔Vc+Vt〕真密度dt=M/VtVc---闭孔体积；Vt---除气孔外的材料体积；V---总体积；M—质量。4．吸水率〔%〕是指全部显气孔被水填满时，水的质量与枯燥材料的质量之比。Wa=〔M-Mo〕/Mo×100%Wa—吸水率；M—吸水后质量；Mo—吸水前质量1345熔化部中接触玻璃的部位①熔化部的上部结构；②侧墙；③投料端墙；⑤流液洞；⑥桥墙／端墙；⑦桥墙；⑧窑底。1、

熔化部的上部结构：②碹顶；③投料端墙；

④胸墙；⑤间隙砖，小炉底；

⑥吊墙；⑦小炉脖(侧墙)，小炉碹；⑧桥墙盖板；⑨花格墙，成型端墙，出料端墙。2、澄清部中接触玻璃的部位：②流液洞。③桥墙和侧墙。④供料通入口。⑤池底。部位砖种备注池窑上部硅砖窑顶用硅砖；碱蒸气、SiO2粉尘少时用硅砖。锆刚玉砖α-βAl2O3砖β-Al2O3砖锆英石砖碱蒸气、SiO2粉尘多时用硅砖，但β-Al2O3砖，SiO2较少时用。锆刚玉砖，ZrO2含量为30％～33％。换热装置高铝砖碱性砖蓄热室拱顶主要用硅砖砌筑，但在蓄热室格子体上部一般采用碱性砖，以抵抗碱蒸气的侵蚀。3、熔窑的操作及维修：合理的熔窑操作制度是延长熔窑使用寿命和获得优质制品的重要保证，熔窑的操作必须严格按照工艺文件所规定的程序进行。当熔窑投入运行后就须经常注意维护保养，这样不仅可延长熔窑的使用寿命，还可提高玻璃的熔制质量。设计合理、砌筑优良的熔窑平时如注意加强维护检查，并归入经常性的操作标准中，一般可以延长20%～30%的窑龄。在熔窑维修中定期〔如每周或每月〕对整个熔窑进行全面、仔细的检查是一项很重要的工作内容。大致估计熔窑的胸墙、花格墙、池壁砖、格子体等处的侵蚀情况，观察熔窑各部位的膨胀与开裂状况，并做好详细的检查记录，将有助于分析熔窑各部位的损坏程度，以便及时采取措施进行维修。表、玻璃窑炉

的烤窑升温制度升温时间/h升温速率/℃·h－1升温温度/℃达到温度/℃4848241224241224121262345679101215209614496601441681082401441801202403363965407088161056120013801500图6-14泄料孔、放料孔的位置一、二氧化硅的相变不同晶型之间的转变称为迟钝型转变，如：石英→鳞石英→方英石。是不可逆的。同一晶型之间的转变称为快速型转变，如：α石英→β石英→γ石英。是可逆的。二、硅砖的生产以天然SiO2质岩石为原料，要求杂质组分〔Al2O3、TiO2、碱金属氧化物〕含量小于2%。生产工艺与陶瓷相似。以氧化铝和氧化硅为主，Al2O3：30%～46%。一、氧化镁砖：1．种类：各种镁砖：Mg-Si、Mg-Ca、Mg-Al、Mg-Cr、Mg-C等。2．组成：方镁石、镁方铁矿、镁尖晶石、镁硅酸盐〔橄榄石、辉石〕等。3．原料：主要为菱镁矿。5应用：游离氧化钙型〔炼刚炉衬、电炉炉衬〕；稳定型〔可局部代替镁砖〕。2.1镁砖普通镁砖：直接结合镁砖：“三高〞：高纯原料；高压成型；高温烧成。2．其它石墨制品：以可塑黏土作结合剂制得的石墨制品。也可参加碳化硅、氧化铝、氧化锆等制成复合制品。〔2〕粉状料：它实现粒状料的紧密堆积，保证混合料的均匀流动性，提高浇注料的结合强度。要求：粒度必须合理，小于1微米的超细粉应含一定数量，一般由体积稳定的熟料制成或稍参加适量的膨胀剂以补充粒料的收缩。2．结合剂：分为有机结合剂和无机结合剂。根据其硬化特点可分为：气硬性、水硬性、热硬性及陶瓷结合剂。应用最广泛的有高铝水泥、水玻璃和磷酸盐。3．配制与生产：〔1〕颗粒料的配合：对各级颗粒根据最紧密堆积的原那么进行配合。〔2〕结合剂及促凝剂确实定：非碱性颗粒一般选用水泥结合剂，采用磷酸盐应注意浓度，应水玻璃注意控制模数及比重。〔3〕困料：15℃～28℃以上静止一段时间，使气体充分逸出。〔4〕养护：成型并凝固后浇水或浸水养护3～7天或蒸汽养护24h。〔5〕烘烤：枯燥去水，600℃，保温16～32h。项

目特级优质硅砖优质硅砖化学组成（%）SiO2≥96≥96Al2O3≤0.3-Fe2O3≤0.65≤0.8熔融指数=Al2O2+2（K2O+Na2O）%＜0.45＜0.50.2MPa荷重软化温度（T0.6、℃）＞1685≥1680显气孔率（%）≤19≤21体积密度（g/cm3）≥1.86≥1.83真密度（g/cm3）≤2.33≤2.34常温耐压强度（MPa）≥40≥35适用范围大型玻璃熔窑中小型玻璃熔窑一、大碹用优质硅砖的主要性能应满足表1中的指标。表1项

目指

标单重＜20Kg单重20～30Kg单重＞30Kg尺寸允许偏差尺寸≤100尺寸101~350尺寸＞350±2±3±4扭曲长度≤300长度＞300不大于23相对厚度1.01.5楔形度1.5确角缺棱长度工作面非工作面35503560熔洞直径工作面非工作面4（不多于1个）8510裂纹长度宽度≤0.1宽度0.11～0.25工作面非工作面宽度0.26~0.5工作面非工作面宽度＞0.5不限制3050不准有30不准有不限制50803050不准有不准有701005070不准有注：厚度尺寸科根据用户要求进行分档。硅砖的尺寸允许偏差和外观表2名称ZrO2（%）显气孔率

（%）体积密度

（g/cm3）常温耐压强度

（MPa）荷重软化温度

（T0.6）用途低蠕变锆英石砖＞65≤16≥3.85≥150≥1700上部结构普通型锆英石砖＞63≤19≥3.65≥70≥1560池底二、用于上部结构的锆英石必须选用在配料中引入高温型烧结骨料〔用等静压法成形经过高温烧成而破碎成的粗的尖角颗粒〕、显微结构存在着粗大的聚集体的高荷软和低蠕变的锆英石砖，主要性能如表3中所示。项目单位指标ZrO233%ZrO241%化学组成Al2O3%余量余量ZrO2≥32.5≥41SiO2≤15.5≤12.5Na2O≤1.3≤1.0CaO+TiO2+Fe2O3（TiO2+Fe2O3）≤0.3（≤0.15）≤0.3（≤0.02）晶相

结构刚玉与斜锆石的共晶体≥65≥56散落斜锆石≤6.5≤12玻璃相≤21≤17体积

密度普通浇铸（PT）≥3.50—倾斜浇铸（QX）≥3.50—基本无缩孔（MS）≥3.65≥3.85无缩孔（WS）≥3.72≥4.0氧化

程度残炭含量≤0.08≤0.08玻璃相渗出温度（初渗）℃≥1450≥1500产品外观颜色淡黄色淡黄色三、熔铸锆刚玉砖〔F-AZS〕的质量应到达表4中的指标。熔窑锆刚玉砖的理化性能表4项

目指

标粗加工面精加工面尺寸偏差+1～-40～-3外观质量直角度≤21平整度砌筑面21非砌筑面3--铸口凹下5缺角工作面深度不大于30mm的不容许超过一处非工作面深度不大于50mm的不容许超过二处缺棱深度不大于20mm，长度不大于棱长的1/4容许二条裂纹网状裂纹容许有宽度≤1.0长度超过接触面宽度1/2不容许存在宽度＞1.0长度超过30mm，不容许存在跨棱裂纹容许跨越一条棱，长度超过接触面宽度的1/3的不容许，长度在1/4～1/3容许一条表面附着物或其他熔结物不容许有注：边长小于500mm制品的直角度要求由供需双方商定玻璃电熔炉对电熔锆刚玉砖的特殊要求标准见表5行业标准〔JC493-2001〕电熔砖局部加工验收标准：

1、成品砖平整度。

成品砖出现凹下、凸起不能加工出图纸尺寸的砖视为不合格品。

如以下图所示，砖外表放置水平尺，测量的最大距离S1即为凹下，S2、S3的平均值即为凸起。S1：砌筑面＜0.4㎜，非工作面〔池壁外外表〕＜1.0㎜，工作面〔池壁内外表〕不允许。

S2：砌筑面＜0.4㎜；非工作面〔池壁外外表〕＜1.0㎜；工作面〔池壁内外表〕≤5㎜。

<注意>：每块砖的直角处必须保持为90度。2、磨面分为粗磨、精磨、镜面磨及剥皮加工，依据不同使用要求采取磨面方式不同。砖外表有一层较均匀的气泡层〔表皮气泡〕，一般加工时将表皮气泡磨掉即可；依据我公司多年使用经验，致密层的厚度对窑炉使用寿命有很大影响，假设砖外表加工过深，会破坏气泡层下部的致密层，导致窑炉使用寿命降低。

3、缩孔：

3.1、QX和PT刚玉砖：由于制造方式特别，铸口会很大，而铸口不能填埋处理。特殊要求除外。砖质量通过体积密度〔比重〕判断，详见5.2比重要求表格。

3.2、WS和ZWS刚玉砖：用直径4㎜的棒测量，插入深度即为缩孔深度。缩孔面积指深度2㎜以上的粗晶内接矩形面积的总和〔∑a×b〕，但10㎜×10㎜以下的不计1〕、无缩孔锆刚玉砖缩孔深度≤3㎜，孔面积≤截断面面积的5%。

2〕、准无缩孔锆刚玉砖：缩孔深度＜50㎜，面积＜切断面面积的30%。

4、裂纹

4.1、定义

1〕、外表裂纹：铸造后砖外表急冷形成的，一般为网状裂纹。

2〕、面内裂纹：一面可见，没有贯穿到对面的裂纹。可通过目视和轻微敲打判断。

3〕、贯穿裂纹：贯穿到砖对面的裂纹。

4〕、跨棱裂纹：相邻2面都有的不间断裂纹。

5〕、3面环形裂纹：相邻3面都有的不间断裂纹。4〕、贯穿裂纹与3面环形裂纹：不允许存在。

电熔锆刚玉砖的加工、组装与现场安装质量对窑炉使用寿命有很大影响，需要提高对组装验收标准的重视。制品名称代号化学成份（%）晶相结构（%）体积密度

(g/cm3)真比重

(g/cm3)常温耐压强度(MPa)Al2O3Cr2O3ZrO2Na2OCaO+TiO2

+Fe2O3斜锆石Al2O3/Cr2O3固熔体玻璃相ER21612827271.12.62753204.04.11350四、熔铸铬锆刚玉砖〔F-AZSC〕的质量应到达表6中的指标。熔铸铬锆刚玉砖的理化性能表6项目单位直接结合镁砖(MgO97%)高温型镁锆砖中温型镁锆砖化学组成MgO%97.076.074.0Al2O30.60.30.5CaO1.30.71.1SiO20.69.09.6ZrO2--13.513.0C/S2.2＜0.1＜0.1体积密度g/cm33.013.223.04显气孔率％14.511.016.5常温耐压强度MPa100120115线性热膨胀(1400℃)%1.951.801.800.2MPa荷重软化温度(T0.5)℃≥1700≥1680≥1570抗高温蠕变(1600℃×25h、2kg/cm2)%＜0.1------备注C/S表示CaO/SiO2的比值：C/S＜0.96，镁砖中的生成结合相为镁橄榄石(M2S)；C/S＞1.87，镁砖中的生成结合相为硅酸二钙(C2S)；M2S的熔点为1890℃，C2S的熔点为2130℃五、用于小炉斜拱、插入平拱、蓄热室拱顶和蓄热室上部中间隔墙的直接结合镁砖必须是用高纯度〔MgO＞97%〕大颗粒电熔镁砂〔粒度＞200μm〕，在1800℃高温下烧结并在1600℃温度下具有极好的抗高温蠕变性能的优质产品，其主要性能如表7所示。名称化学组成(%)显气孔率

（%）体积密度

(g/cm3)荷重软化温度

(T0.6℃)常温耐压强度

(MPa)Al2O3SiO2Fe2O3再烧结电熔莫来石砖≥75≤24≤0.3≤17≥2.70≥1700≥90六、蓄热室格子体顶部〔钠钙玻璃〕一般应选用抗硅粉和抗五氧化二钒侵蚀能力强的高温型镁锆砖〔见表7〕；冷凝区的格子体宜选用抗硫化物侵蚀能力强的中温型镁锆砖〔见表7〕。

七、用于蓄热室拱顶和上部中间隔墙的莫来石砖应选用有极好的抗蠕变性能、在长期负荷下剩余收缩近乎为零的再烧结电熔莫来石制品，其主要性能如表8。项目名称单位莫来石砖再烧结电熔莫来石砖莫来石—刚玉砖刚玉—莫来石砖Al2O3%≥70≥75≥80≥90SiO2%≤25≤23≤18≤8Fe2O3%≤0.5≤0.5≤0.5≤0.3显气孔率%≤17≤14≤19≤18体积密度g/cm3≥2.55≥2.65≥2.70≥2.90常温耐压强度MPa≥90≥100≥80≥100荷软开始点

（0.2MPa,0.6%）℃≥1630≥1700≥1650≥1700用途--玻璃熔窑上部结构砖、料道砖、盖板、冶金极其它工业中温窑炉内衬，炭黑反应炉急冷段、停留段内衬。玻璃熔窑上部碹顶、碹脚砖、其它工业热工设备内衬。玻璃熔窑上部结构砖、盖板，成型部件，中温炭黑反应炉和其它热工装置衬里。高温用莫来石-刚玉匣钵。玻璃熔窑上部结构砖、料道砖、盖板、成型部件，中温炭黑反应炉内衬和其它热工装置衬里。高温用刚玉-莫来石匣钵。刚玉莫来石砖产品标准表9名

称化学组成(%)显气孔率（%）体积密度

(g/cm3)常温耐压强度(MPa)荷重软化温度

(T0.6℃)2kg/cm2

1200℃×50hSiO2Al2O3ZrO2Fe2O3再烧结电熔AZS砖≤18≥49≥30≤0.5≤18≥3.0≥100＞1650—三低砖—≥45—≤0.9≤9≥2.45≥80≥1540≤0.05八、用于煤气蓄热室格子体顶部和上部的再烧结电熔AZS砖和三低砖的主要性能应满足表10中的指标。表10名称化学组成(%)体积密度

(g/cm3)气孔率

（%）常温耐压强度

(MPa)荷重软化温度

(T0.6℃)Al2O3SiO2Fe2O3莫来石／硅线石砖≥64.5≤33.5≤0.8≥2.55＜15.5≥75≥1650项

目指

标DN-12DN-15Al2O3%

≥4542Fe2O3%

≤1.31.5

显气孔率%≤1215体积密度g/cm³

≥2.372.30常温耐压强度Mpa6858.8荷重T0.6℃15001470软化温度

≥T0.5℃14701450重烧线变化%1400℃2h-0.1～+0.05-0.2～0.0

十、玻璃窑用低气孔率粘土砖理化指标见表12：项

目指

标尺寸允许偏差长度偏差炉底砖±2其