玻璃窑炉结构及窑炉用耐火材料性能

• 小炉是玻璃熔窑的重要组成部分，是使燃料和预
热空气混合、组织燃烧的装置；而燃料为天燃气 时，小炉还起到预热空气进入或窑内废气排出的 通道；由小炉碹、小炉墙及小炉底围成的通道， 使用温度1400~1600℃： 1）小炉碹与墙（砖厚200mm），其使用条件为粉 料的飞散及高温的温度变化，宜采用AZS33#锆刚 玉砖； 2）小炉底（上层铺面砖75mm，中间锆质隔离层 5mm，下层粘土砖114mm），其使用条件为粉料 的飞散及高温的温度变化，其中上层铺面砖材质 为AZS33#锆刚玉砖。
熔化部大碹
熔化部胸墙
澄清部大碹 熔化部胸墙
L吊墙
熔化部池壁
澄清部池壁
后山墙
3、熔制部分：工作部（横通路）是
什么结构和材质？
• 冷却部是熔化好的玻璃液进一步均化和冷
却的部位，供给下一道成型工序提供纯净、 透明、均匀且温度稳定的玻璃液；
• 其上部空间之胸墙可预留操作孔或排气调
节温度；
• 冷却部分为上部空间与窑池两部分，使用
用条件有高温碱蒸气和炽热的火焰气体，一般均采用材 质：优质硅砖（有的熔化区为进口优质硅砖，澄清区为 国产优质硅砖）；
---熔化区胸墙（砖厚320 mm）：包括挂钩砖及下间隙砖
（砖厚230 mm），其使用条件有粉料的飞散和碹顶熔 融后的流下物及炽热的火焰气体，所以，宜采用 AZS33#锆刚玉砖；澄清区胸墙（砖厚380mm），其使 用条件无熔化区不利因素，因此采用优质硅砖即可，这 样配套使用节约投资；
---4）排烟供气：主烟道、支烟道、助燃风管 道；
以上 3）、4）条款因时间有限，本次不多 介绍。
1.熔制部分：加料口一般是什么结 构和材质？
• 加料口也即投料口，是由投料池和上部挡墙（L
形前脸吊墙）组成，加料口温度一般在 1100~1400℃，对配合料起预熔作用和密封作 用：
---玻璃熔窑很多已采用与熔化部等宽的加料池， 使得料层更薄，能防止偏料，投料池壁(砖厚 250mm）使用材质为：AZS36#锆刚玉砖；
温度为1200~1400℃左右；
1）横通路上部空间是由胸墙、大碹、前后山 墙组成的的空间体系；
---胸墙 （砖厚350mm）与山墙（砖厚 450mm），其使用条件为温度较低且变化 较小，无粉尘飞散，采用普通硅砖；
---大碹（砖厚300mm），其使用条件为温度 较低且变化较小，无粉尘飞散，采用普通 硅砖。
---托铁板，为便于烘烤窑炉时膨胀及正常生产时热修，胸 墙和大碹均单独支撑；托铁板起支撑胸墙作用，托铁板 的内边缘由胸墙底部的挂钩砖挡住窑内火焰，以防对托 铁板的烧损。
2）窑池是配合料熔化成玻璃液并进行澄清、均化的地方， 尽量不污染玻璃液，呈长方形并有足够外围及底部钢结 构支撑；池壁和池底均用大砖砌筑，能减少材料加工量 和方便施工并减少熔蚀；
---它是偏酸性的耐火材料，随着砖中Al2O3含量的 增加其酸性逐渐减弱，因此粘土砖宜用于酸性窑 炉环境；
---其密度为2 .40至2.56g/cm3，其耐火度虽然高达 1700℃，但荷重软化温度只有1300℃左右，因此 在高温使用时不能承重、不能受压；
---粘土砖的抗热震性较好，波动范围较大，一般大 于10次（1100℃/水冷），这与粘土砖的线膨胀系 数值不太大又无多晶转变现象及具有明显颗粒结 构有关。
5、热源供给：蓄热室
1）用途：蓄热室是பைடு நூலகம்用耐火材料做蓄热体 （称为格子体）蓄积从窑内排出烟气的部分 热量，用来加热进入窑内的助燃空气
---这样不但可以利用烟气余热，而且使得助燃 空气加热到较高温度，有利于提高作业温度；
---同时还起到把窑内废气排出及助燃空气 进入的通道；
2）蓄热室是什么结构和材质？ 蓄热室是由前、后墙、隔墙及蓄热室内格子体组成，
玻璃窑炉结构及窑炉用耐 火材料性能
---目的：
全面了解 玻璃窑炉主要结构、窑炉用耐火 材料的基本成分及其性能
---主要内容：
• 1、介绍玻璃窑炉主要结构及各部位所用的材
料
• 2、介绍玻璃窑用各种耐火材料的基本成分及
其性能
• 附一：我司三期窑炉的主要结构尺寸
一、玻璃窑炉主要结构
• 玻璃熔窑结构---浮法或压延成型的玻璃熔窑属
6、锆英石砖； 7、高纯镁砖； 8、直接结合镁砖； 9、轻质耐火材料； 10、不定形耐火材料。
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1、硅砖
• 硅砖是浮法或压延
玻璃熔窑使用量最 多、也是最重要的 一个砖种。
• 对于大型熔窑，硅
砖主要用于：熔化 部及工作部窑顶大 碹、胸墙和前后端 墙、蓄热室顶碹和 蓄热室上部隔墙等。
硅砖的基本成分及其性能
3、高铝砖与硅线石砖
• 高铝砖是Al2O3含量大于
48%的硅酸铝质耐火材料统 称高铝质耐火材料，浮法玻 璃熔窑使用量较少;
• 如果在高铝质砖的配料中加
L吊墙砖结构 挡焰砖
L吊墙砖结构 L吊墙钢结构
熔化 大碹
投料口 池壁
窑池铺 面砖
挡焰砖
投料口 池壁
窑池铺 面砖
窑池粘 土大砖
2、熔制部分：熔化部是什么结构和 材质？
• 熔化部是进行配合料熔化和玻璃液澄清、均化的
部分；由于采用火焰表面加热的熔化方式，熔化 部分为上下两部分，上部称为火焰空间，下部称 为窑池；熔化部温度一般在1400~1600℃。 1）火焰空间是由胸墙、大碹、前脸墙和后山墙组 成的空间体系。火焰空间应能满足燃料完全燃烧， 保证供给配合料熔化成玻璃及其澄清所需的热量， 并应尽量减少散热而密封： ---大碹（砖厚500mm，外有3*65mm轻质硅砖）：其使
e.格子砖（筒形，内腔160mm，壁厚40mm） ---顶上部4层，使用条件为粉料的飞散，高温的温
度变化（1200~1400℃），材质为镁锆74/16% 砖；
---上部13层，使用条件为高温的温度变化 （1100~1300℃），氧化还原反应，材质为 MgO98%砖；
---中上部20层，使用条件为中高温的温度变化 （1000~1200℃）硫酸盐的侵蚀、氧化还原反应， 材质为MgO96%砖；
卡脖出 口矮碹
卡脖吊 平碹
熔化部 大碹
卡脖入口 J形吊墙
卡脖池底
卡脖大 水包
池壁
2）玻璃液分隔装置有卡脖、冷却水包、窑坎等： ---卡脖是熔化部和冷却部之间的一段缩窄窑池，与
矮碹、吊墙配合使用，对熔化部和冷却部之间的 气体空间及玻璃液起分隔作用，从而降低玻璃液 的温度； ---冷却水管是由一组通过冷却水的圆形或方形钢管 组成，水管高度根据实用确定。冷却水管附近的 玻璃液受冷却后，形成粘度较大的不动层，构成 一道挡墙、降温作用大，不但可以阻挡未熔化的 浮渣进入冷却部，而且通过调节水管的沉入深度， 可以控制进入冷却部玻璃液的质量； ---窑坎，是斜坡式分隔能阻挡玻璃液的对流，窑的 纵向有多个窑坎，如澄清带，进入卡脖及进入工 作部前端均可设置窑坎。
---池壁（砖厚250mm左右），其使用条件是与玻璃液接 触并冲刷，其熔化区的池壁上沿还受配合料飞散及火焰 烧蚀，均采用AZS36#锆刚玉砖；
---池底上层（铺面砖100mm，中间捣打料50mm ，下层 粘土大砖300mm），其使用条件是与玻璃液接触并冲刷， 气--液相向上钻孔侵蚀，铺面砖采用AZS33#锆刚玉砖，
---d.其体积密度小：可减轻炉体重量。
2、粘土砖
• 粘土砖是以耐火粘 土为原料生产的耐火 制品，浮法玻璃熔窑 使用量较多。
• 粘土砖主要用于工作
温度在1300℃的窑 炉部位，如蓄热室下 部的格子砖及墙砖、 烟道砖及池底的粘土 大砖等：
粘土砖基本成分及其性能
---粘土砖其主要成分是Al2O3含量为30~48%、SiO2 含量为50~70%；
4、熔制部分：熔窑的分隔装置有哪 些？各有什么用途？
• 分隔装置有气体空间分隔装置和玻璃液分隔装置
1）气体空间分隔装置一般有矮碹、吊平碹、吊墙：
---矮碹（吊平碹）是降低了胸墙高度，即卡脖前后 与山墙交接的碹，以及支通路进入溢流口的碹， 均起到阻隔空间气体对流的作用，一般降温 30~50℃；
---吊墙（主要有J型或U型），常与卡脖配合使用， 有的吊墙可以上下移动，便于调节开度，几乎能 将前后空间完全分隔，起较大的冷却作用。
大碹 小炉口 池壁
熔化部
小炉
蓄热室
玻璃液
小炉平台 格子砖
7、热源供给：天燃气系统
• 主要设施：天燃气配气室（包括减压与稳
压） 等压力供气管道 天燃气喷枪
• 辅助设备：空压机，提供燃烧高压气和喷
枪冷却气等。
二、玻璃窑用各种耐火材料的基 本成分及其性能
各种耐火材料分类如下：
1、硅砖； 2、粘土砖； 3、高铝砖与硅石； 4、电熔锆刚玉砖； 5、电熔刚玉砖；
---上部挡墙广泛采用L形吊墙（砖厚 305mm），该吊墙是单独悬吊的，可以加 长加料池，不但加强了密封减少了料尘飞 扬，还加强了对配合料的预熔作用；吊墙 采用材质：进口的高级硅砖，也有在下端 采用电熔莫石或锆刚玉砖或其组合砖等；
---上部挡墙的前端（即L形吊墙鼻区的前端） 吊挂一排挡焰砖或一组水包，主要起密封 作用，挡焰砖采用材质：低膨胀硅砖或烧 结莫来石砖。
---上间隙（或边碹砖）：其使用条件同大碹并且 起到分隔大碹硅砖与胸墙AZS锆刚玉砖发生接触 反应，宜采用优质锆英石砖（注：硅砖属酸性， 锆刚玉砖属碱性，锆英石砖属中性）；
---前脸墙与后山墙（砖厚450mm左右）：其中前 脸墙在第2条款已描述，后山墙的使用条件跟澄 清区胸墙一样，均采用优质硅砖；
---挂钩砖（异形）：为保护托铁板的胸墙底部砖， 以挡住窑内火焰对托铁板的烧损。
• 玻璃窑用硅砖具有如下特点：
---a.高温体积稳定，不会因温度波动而引起 炉体变化：玻璃熔窑在1600℃下可以保持 炉体不变形，结构稳定。
---b.对玻璃液污染轻微：硅砖主要成分是 SiO2，在使用时如有掉块或表面熔滴，不 会影响玻璃液的质量。