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耐火混凝土在玻璃窯的應用

作者:寰洋實業  發布日期:2017-10-11

玻璃窯是指玻璃制造中用于熔制玻璃配合料的熱工設備,玻璃窯有兩種,一種是火焰熔窯,一種是電熔窯,玻璃窯的運轉離不開優質的耐火材料,耐火混凝土屬于不定型耐火材料中的材料之一,又稱為耐火澆注料,主要用耐火骨料和耐火粉料混合制成。


火焰熔窯以煤、重油、煤氣或天然氣為燃料的熔窯。燃煤的坩堝窯設火箱,煤燃燒后產生半煤氣,在噴火筒內與二次空氣混合燃燒,火焰在窯膛空間傳遞熱量。


電熔窯以電能為熱源的熔窯。坩堝窯有電阻加熱和感應加熱兩種加熱方式。熔制光學玻璃的坩堝窯一般在窯膛側壁安裝碳化硅或二硅化鉬電阻發熱體,進行間接電阻輻射加熱。

 

耐火混凝土

耐火混凝土


耐火混凝土其耐火度高于1580℃以上的成為耐火混凝土,耐火度低于1580℃的混凝土稱為耐熱混凝土。耐火混凝土以其體積密度的不同可分為“重質耐火混凝土”和“輕質隔熱保溫耐火混凝土”兩種。亦可將其摻水或膠結劑等混合,經搗打或澆注在模型中凝結硬化,制成預制塊。


耐火混凝土同定形耐火磚相比具有以下優勢:


1、工藝簡單,取消了復雜的燒成工序。

2、使用方便,具有可塑性和整體性,便于復雜制品的成型。

3、成本低,筑爐施工可機械化,使用壽命可與耐火磚相近。

目前已用于蓄熱室墻、煙道、煤氣發生爐爐蓋、退火窯窯頂和錫槽槽體等部位。


輕質隔熱耐火混凝土


輕質隔熱耐火混凝土通常又被稱之為輕質保溫澆注料或者輕質耐火隔熱澆注料。主要由輕質耐火骨料和輕質耐火粉料及其他的添加劑混合制備而成。


施工方式通常采用澆注法施工,有時也采用噴射、噴涂法施工。輕質隔熱耐火混凝土施工方便和迅速,特別是在窯爐結構非常復雜,定形耐火材料無法應用之處具有超凡的優勢。其施工較容易,并有節約能源等許多優點,在近幾年的工業窯爐應用中,耐火材料已逐漸不定形化、精密化。


輕質隔熱耐火混凝土作為兼具不定形及輕質隔熱兩大技術性能優勢,現已被廣泛用作許多高溫工程的隔熱材料。輕質耐火混凝土通常按其所用輕質骨料命名,如氧化鋁空心球混凝土、膨脹蛭石混凝土、膨脹珍珠巖混凝土等。輕質耐火混凝土的性能主要取決于輕質骨料和膠結材料的性能。


輕質耐火骨料


選用輕質骨料配制輕質隔熱耐火混凝土主要取決于混凝土的使用溫度,一般在800?1000℃以下使用時,采用膨脹蛭石、膨脹珍珠巖或硅藻土;在1100?1400℃的溫度范圍內使用時,采用輕質黏土骨料;在更高的溫度下使用時,采用氧化鋁空心球、氧化鋯空心球、耐火纖維等高級隔熱骨料。


膠結材料


輕質隔熱耐火混凝土通常使用鋁酸鹽水泥(耐火水泥)、水玻璃、硅溶膠和磷酸鹽作膠結材料,膠結材料的性質對輕質隔熱耐火混凝土有很大影響。

 

 

輕質隔熱耐火混凝土的熱導率
輕質隔熱耐火混凝土的熱導率


輕質隔熱耐火混凝土的熱導率取決于輕質骨料的種類,膠結材料和容重等因素上圖示出了各種輕質隔熱耐火混凝土的熱導率與溫度的關系。在實際應用中,由于輕質隔熱耐火混凝土內襯斷面上存在著溫度梯度,在不同的部位發生不同的物理化學變化,因而影響熱導率。


注:1-礬土水泥黏土質耐火混凝土;2-磷酸高鋁質耐火混凝土;3-礬土水泥珍珠巖耐火混凝土(容重為500~650kg/m3);4-礬土水泥珍珠巖輕質砂耐火混凝土(容重為1050kg/m3);5-純鋁酸鈣水泥氧化鋁空心球耐火混凝土(容重為1600kg/m3);6-磷酸加氣混凝土(容重約為1200kg/m3)


如以鋁酸鈣水泥結合的輕質隔熱耐火混凝土,在受熱之前,整個內襯都是完全由水泥水化產物結合的。當對爐子開始加熱時,爐襯內沿著其斷面產生溫度梯度。當熱溫度加熱到480℃以上時,化學結合水開始排除;加熱到980?1090℃時,開始發生燒結和形成陶瓷結合。當爐襯內達到熱平衡時,耐火混凝土內產生分帶結構。


層即靠近爐殼冷面的區域內,溫度低于480℃,耐火混凝土仍保持原有的水化物結合狀態,熱導率高。第二層為脫水分解帶,水化物結合和化學結合受到部分破壞,但溫度仍未達到形成陶瓷結合所需的高溫,由于氣孔率較高,這一層的熱導率變得較低。第三層為燒結帶即高溫帶,靠近工作面端,溫度超過1090℃,發生了高溫化學反應和燒結作用,形成很強的陶瓷結合,這一層的熱導率要比中間層的高。


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