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耐火材料的選用及砌筑

發布時間:2020-04-22 09:57 文章來自:http://www.fnsubb.icu/ 作者:admin
耐火材料在單元窯內長期受到高溫、溫度急劇變化及火焰、粉料、玻璃液的物理化學侵蝕和機械沖刷作用,因此隨著時間的推移,將會逐漸地被剝落和熔入玻璃液,并給玻璃液造成氣泡、波筋及難熔結石等缺陷,嚴重時使拉絲作業產生困難。當耐火材料被侵蝕到一定程度,便迫使單元窯停產冷修。因此從玻璃熔化質量和單元窯運行壽命等項要求來考慮,必須根據單元窯不同部位和不同熱工制度,來正確選擇適用的耐火材料。

一、E玻璃單元窯選用的主要耐火材料

1.致密氧化鉻磚
    它具有最佳抗高溫E玻璃侵蝕性能,其侵蝕物基本上對玻璃液不造成污染,所以已成E玻璃單元窯的首選優質耐火磚材。
    致密氧化鉻采用等靜壓法成型,其致密度非常高,主要技術指標為Cr2O3含量>94%,空氣孔率<15%,體積密度>4.24g/cm3,侵蝕損耗只有致密鋯磚的1/10。用在E玻璃單元窯直接接觸高溫玻璃液的熔化部池壁、熔化部高溫部位池底、主通路池壁和池底、過渡通路池壁等。
    國際上常用的致密氧化鉻磚牌號有美國CORHARP公司生產的 .C—1215、C—1215Z、CR—100等,德國VGT—DYKO公司生產的GR95WA 及日本品川株式會社生產的UC—PC—95。

    2.致密氧化鋯磚
    該磚的抗高溫 & 玻璃液侵蝕性能略低于致密氧化鉻磚,也采用等靜壓法成型,其技術指標為ZrO2>65%,顯氣孔率<2.0%,體積密度約4.25g/cm3,在E玻璃中溫度超過1370℃就有侵蝕。用在E玻璃單元窯接觸玻璃液溫度稍低的熔化部池底,過渡通路、成型通路的池底以及成型通路流液槽和漏板托磚等。此外致密鋯磚還作為致密鉻磚的背襯磚被使用。
    國際常用牌號有美國CORHARP公司生產的ZS—1300、ZS—1500、ZS—835和ZS—78等,德國PGT—DYKO公司生產的ZS65WA,日本品川株式會社生產的UC—Z、UC—CZ、UC—CZB等。
    近年來,我國廣州嶺南耐火材料有限公司引進國外技術和設備,也生產出了采用等靜壓法成型的燒結致密鋯磚,已為國內玻璃、玻纖窯爐部分應用。
    德國KGT—DYKO公司研制開發了一種新型粗粒結構致密氧化鋯磚,大大改善了磚材的內部組織結構,進而提高了磚材的耐急冷急熱性能。其體積密度為3.75g/cm3,其氣孔率為17%。該磚牌號為ZS65AR,具有良好的抗熱震性,最適用于拉絲流液槽及漏板托磚。

    3.標準鋯磚
    該磚ZrO2含量約為66%,容重為3.7g/cm3,具有較好的熱穩定性和抗剝落性。使用在粉料侵蝕較嚴重的投料口區胸墻及后墻,熔窯觀察孔磚及通路火焰空間的胸墻和頂蓋磚、燒嘴磚。但也有采用AZS的燒嘴磚與采用莫來石磚為過渡磚及窯爐二側的間隙磚等。

    4.燒結莫來石磚
    該磚化學組成為Al2O3>74%;SiO22.2%。容重2.5g/cm3,主要用途是標準鉻的背襯磚,熔化部胸墻及前端墻磚、通路煙道內襯磚、大碹碹腳及放料口外層磚、換熱器入口煙道外墻磚等。還有一種采用融熔法形成莫來石晶體后再燒結成的莫來石磚;具有更優良的抗高溫蠕變性和耐熱震性,可用作窯爐大碹和火焰空間胸墻,使用效果很好,目前國產化也已成功。

    5.電熔鋯剛玉磚(AZS磚)
    該磚化學組成為ZrO2 34%,Al2O3 49.2%;SiO2 15.9%。容重為 3.85g/cm3,主要用途是熔化部燒嘴磚及投料口磚。

    6.電熔鉻剛玉磚
    該磚化學組成為Cr2O3 28.3%,Al2O3 58.3%,MgO,Fe2O3 5.2%。容重約3.4g/cm3。主要使用在換熱器入口處的煙道接口磚。

二、窯爐的砌筑技術

精心設計的窯爐,必須精心砌筑,砌筑質量對窯爐壽命、燃料消耗,玻璃熔化及拉絲作業都有很大影響。為了滿足窯爐對磚材砌筑尺寸和窯體熱膨脹等基本要求,因此窯爐的池壁磚、池底鋪面磚都要進行切磨。此外窯爐耐火磚之間膨脹縫的合理預留也是極其重要的環節。下面對砌筑技術要點作一簡單介紹。

    1.鋼架驗收和預砌筑
   (1)根據窯爐施工基準線和窯爐中心線,進行鋼結構放線施工。按鋼結構設計要求和施工允許偏差鋪設主、次梁和扁鋼,同時也對通路鋼結構進行施工。
   (2)為確保砌筑施工質量和施工進度,對尺寸和磚縫有嚴格要求的池壁磚、池底鋪面磚及所有承重拱磚應進行預砌筑。但如果上述磚材的尺寸精度很高,完全符合設計要求,也可不進行預砌筑。凡進行預砌筑的磚必須按順序編號,正式砌筑時對號入座。

     2.砌筑順序和方法
   (1)在池底鋼結構驗收合格的基礎上,按窯爐施工基準線與窯爐中心線放出相關的投料口、前后排鼓泡及成型通路上各臺拉絲漏板的中心線。
   (2)池底砌筑,包括通路底。砌好保溫磚和高嶺土大磚后,在砌筑池壁處內外放寬30—50mm找平。多層型地底結構在砌筑時必須按標高負偏差控制,池底總厚度的允許偏差一般為-3mm。在池底高嶺土大磚上面鋪設一層鉻質搗打料作為密封層,可防止玻璃液滲透至抗腐蝕性差的粘土磚層。
   (3)池壁砌筑,包括通路池壁。砌池壁的底磚必須保證水平度,否則要對該部位底面磚進行加工,直至達到要求。多層池壁磚砌筑時,先里后外地操作,要確保爐膛內尺寸,嚴禁磚材砍鑿面朝向爐膛。墻角需交錯壓縫砌筑,嚴格保持垂直度。
   (4)吊裝立柱。采取臨時措施穩住立柱,然后按設計要求安裝碴碴角鋼,立柱與碴碴角鋼必須緊靠,同時定準標高。
   (5)砌筑大碹。制作碹胎,經拱架做承載沉降試驗和相應尺寸檢查后,大碹由兩側同時向中心砌筑,并要求連續作業,盡量控制在 !*+ 內完成。大碹保溫層施工待烤窯結束后進行。
   (6)砌筑胸墻、前墻、后墻和通路火焰空間。胸墻的砌筑應在仔細檢查托架、托板和支撐架安裝合格后進行。砌筑掛鉤磚與胸墻磚要有采取防止向窯內傾倒的措施。
   (7)砌筑煙道、煙囪。必須在清除窯內雜物,并用吸塵器吸凈后進行砌筑。熔窯煙道和煙囪的砌筑,還要與金屬換熱器相配合,通路煙囪必須等通路砌筑完畢后再砌筑。
   (8)砌筑方法分干砌和濕砌兩種。
     干砌部位:熔化部和通路的池底、池壁,火焰空間部位的掛鉤磚,熔化部和煙道的碹碹磚,電熔磚砌體及通路頂蓋磚。
     濕砌部位:熔化部火焰空間的側墻和碹頂,煙道、煙囪及窯爐的保溫層磚,濕砌所用泥漿應根據所用耐火磚材配制相應耐火泥。

     3.砌筑的質量要求和檢驗
   (1)磚縫。要求磚與磚間的縫隙要小,空間各部位砌體的磚縫允許厚度一般不超過2mm。碹頂磚縫要求小于1mm,保溫磚可擴大至 3mm。
   (1)膨脹縫。耐火磚材受熱會膨脹,應根據所用磚材及所處部位的溫度狀況來留設膨脹縫。每1m長的砌體內留設膨脹縫的平均值可用平均線膨脹系數!均求出。池底磚、池壁磚,要適當減少,以防脹不滿E玻璃單元窯所用主要耐火材料致密鉻磚、致密鋯磚的膨脹縫平均值約為5mm。膨脹縫要均勻分段(間距不大于2m)留設,內外磚層間按封閉式留設,上下磚層間按交錯留設,脹縫內應保持清潔,外層用膠帶密封磚縫。
   (2)允許誤差。對標高、水平度、垂直度、線尺寸和砌體表面平整度都有嚴格的允許誤差范圍。砌體磚縫用塞尺檢查,塞尺厚度等于被檢驗磚縫的規定厚度。平整度用2m靠尺在所有方向檢查。在全部檢查結束并對窯內多次清潔后進行密封處理,盡量減少外界雜物、塵。

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