全氧燃烧玻璃熔窑用耐火材料的研究进展

１ 前 言
我 国正 面 临着 能 源 供 应 短 缺 和 急需 整 治 环 境
璃要 求 采用 更为 先 进 的燃烧 工 艺 和玻 璃熔 制工 艺 。 全 氧燃 烧 玻 璃 熔 窑不 仅适 用 于生 产 高 附 加 值特 种 玻 璃 且 还 适用 于 生产 优 质 浮 法 平 板 玻璃 ，相 ，而 比之下 。具 有 更好 的技 术 优 势 和 经 济 效 益 。全 氧 燃 烧 熔 窑 技 术 的成 熟 和 推 广 应 用 必 将 为玻 璃 生 产
Ｗ ｕＬｈ ａ ｉｕ Ｃ ｅ ｕ ） Ｈａ ｎ ｈ ｎＦ ２ ｎ Ｙｉｇ Ｚ ａ ｇＺ ｉ ｉ ｈ ｎ ｈｗｅ Ｓ ｎ ｅ’ ａ ｇＬ ｉ ’
（． ｅｅ Ｖ ｃｔ ｎｌ ｎ ｅｈ ｉ ｌｎｔｕｅｏ ｕｌｉ ｔ ｉ ， ｉ ｕｎｄ ｏ ６ Ｏ ４ Ｃ ｉ ； １ Ｈ ｂｉ ｏａ ｏａ ａｄＴ ｃｎｃ ｓｔｔ ｆ ｉ ｎ Ｍａ ｒ Ｑｎ ａｇ ａ ６ Ｏ ， ｈｎ ｉ ａＩ ｉ Ｂ ｄ ｇ ｅａ ｌ ｈ Ｏ ａ ２ Ｑ ｎｕ ｎｄｏＧａｓ ｎ ｕｔ ｅｅｒｈａｄＤ ｓ ｎＩｓｔｔ， ｉｈ ａｇ ａ ６ ０ ４ ｈｎ ； ． ｉｈ ａｇａ ｌ ｄ ｓ ｙ ｓａ ｎ ｅｉ ｔｕｅＱ ｎｕ ｎｄｏ０ ６０ ，Ｃ ｉａ ｓＩ ｒＲ ｃ ｇ ｎｉ
秦皇岛
０ ６ ０ ；２秦 皇 岛玻 璃 工业研 究设 计 院 ， ６０ ４ ．
０ ６ ０ ；３广 东江 门益 胜浮 法玻 璃有 限公 司，江 门 ５ ９ ０ ） ６０４ ． ２００
摘 要 ：全氧燃烧熔窑可节约燃料，减少 Ｎ ｘ Ｏ 排放，降低对环境的污染，提高玻璃质量 ，提高火焰温度 、熔
污 染 的严 峻形 势 ，玻 璃 工业 既是 能 耗 大 户 ，也 是
Ｎ ｘ 有 害 气 体 排 放 的 大 户 。高 质 量 优 质 浮法 玻 Ｏ等
收稿 １期 ：２ １ — ３ ２ ３ ０００— ０ 作 者 简介 ：武 丽 华 （ ９ ３ ） １ ８ 一 ，女 ，讲 师
第３卷 第４ ５ 期
换 火 过 程 窑 内瞬 间 推 动 火 焰 ，玻 璃 液 必 然失 去 热 源 ，导 致 窑 温 波 动 ，受 到 换 火 过 程 的 冲击 ，窑 压
２ 玻 璃 熔 窑 的 全 氧燃 烧 技 术
在 玻 璃熔 制 过 程 中所 需 要 的 热 量 主 要 是 通 过 燃 料 和氧 气 在 高 温 下 进 行 燃 烧 反 应 而 获 得 ．下 面
关 键 词 ：全氧燃烧 ；耐 火材料 ；碱蒸汽侵蚀 ；熔窑大碹
中 图分类号 ：Ｔ １１ ２ Ｏ７． ３ ６
文献 标识 码 ：Ａ
文章 编号 ：１７—７２（００ ４ ０ １一 ４ ６３ ７９ ２１）０— ０４ ｏ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｒ ｇ ｅ ｓｏ ｅｒ ｃ ｏ ｉｓｆ ｒｏ ｙ ｅ ｆ ｌ ｓ ａ ｃ ｐ ｏ ｒ ｓ ｆｒ ｆａ ｔ ｒｅ ｏ ｘ ｇ ｎ－ ｕｅ ｃ ｍ ｂ ｔｏ ｌ ｓ ｅｔｎ ｕｒ ａ ｅ ｏ ｕｓｉ ｎ ｇａ ｓｍ ｌｉ ｇ ｆ ｎ ｃ
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３ Ｇｕ ｎ ｄ ｎ ｉｎ ｍｅ ｓ ｌａ ａ ｓＣ ． ｔ ．Ｊａ ｇ ｎ５ ９ ０ ， ｉａ ． ａ ｇ ｏ ｇＪａ ｇ ｎＩｎＦｏ ｔ ｓ ｏ Ｌｄ， ｉｎ ｍｅ ２ ０ ０ Ｃｈｎ ） Ｇｌ
Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ： Ｏｘ ｇ ｎ－ ｕ ｅ ｃ ｍｂ ｔｏ ｌ ｓ ｌｉ ｕ ｎａ ｅ ｃ ｎ ｓ ｖ ｕｅ，ｒ ｄ ｃ ｙ ｅ ｆ ｌ ｏ ｕｓｉ ｎ ｇａ ｓｍｅ ｔ ｎｇ ｆ ｒ ｃ ａ ａ ｅ ｆ ｌ ｅ ｕ ｅ ＮＯｘ ｄｉｃ ａ ｇ ｍｏ ｔ ｓ ｈ ｒ ｅ ａ ｕｎ
行 业带 来 可 观 的经 济效 益 和社 会 效 益 。
２１ ０ ０年 ８月
耐 火 与 石 灰
反应 是 甲烷 在 空气 和 全 氧 中 的燃 烧 反应 ：
空气 一 燃料 ：
ＣＨ４ ２ ＋ Ｎ２ ＋ Ｈ２ Ｃ ＋ Ｎ ＋ ０２ ８ ＿ ２ Ｏ＋ Ｏ２ ８ ２ －
・ｌ ５・
全 氧 燃 烧 熔 窑 的特 点是 ：可 节 约 燃 料 、减 少
表 １
序 号 空气 ＋ 料 燃
瞬 间 波 动 也 是 必 然 的结 果 。表 １为 空气 燃 烧 和 全
氧 燃烧 传 热过 程 差异 。
“ 气 ＋ 料 ” 和 “ 气＋ 料 ” 传 热 过程 差 异 空 燃 氧 燃
氧 气 ＋ 料 燃
１ 辐射气体 （ ２ Ｈ０、Ｃ ： 浓 度 低 ，气 体热 辐 射 系 数 低 辐 射 气 体 浓 度 高 ，气 体 辐 射 系 数 高 Ｏ）
２ 平 炉 容 约ｓ焰 向（火 ） 为 ｂ 气 停 时 平……积’ 均 积 ８ 轴 横 焰 仅 约 ，…… …长 。炉 容 约０ 宝 窑 火 体 留 间 ， 均 窑 … ’ ３
ｖ ｐ ｒａ ｄ ｗａ ｅ ａ ｏ ｎ ｔ ｅ ｏ ｙ ｅ ｆ ｌｇａ ｓｍｅｔｎ ｕ ａ ｅ ｏ ｈ ｅ ｒ ｃｏ ｉ ｓ ａ ｈ ｅ ｏ ａｉ ｎ ， ａ ｏ ｎ ｔｒｖ ｐ ｒ ｉ ｈ ｘ ｇ ｎ－ ｕｅ ｌ ｓ ｌｉ ｇ ｆ ｒ ｃ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆａ ｔ ｒｅ ｔｔ ｅ ｋ ｙ ｌｃ ｔｏ ｓ ｎ ｓ ｃ ｓｂ ｅ ｓ ｌｌ ｏ ｌｗａｌａ ｒ ｗｎ ｅｃ．ａ ｏ ｔ ｔ ｒａ ｅ ｅ ｔｏ ｏ ｈ ｕ ｎ ｃ ．Ｔｈ ｐ ｉａ ｕ ｈ ａ ｒ ａ ｔｗａ ，ｐ ｏ ｌ ｎｄ ｃ ｏ ｔ ｎｄ ｔ ｈｅ ｍａｅ ｌｓ ｌｃ ｉｎ ｆｒｔ ｅ ｆ ｒ ａ ｅ ｉ ｅ ａ ｐｌｃ － ｔｏ ｆｒ ｆａ ｔｒｅ ｏ ｈ ０ ・ ｉｎｓｏ ｅｒ ｃ ｏ ｓ ｆ ｒｔ ｅ ６ ０ｔ ｄ～ ｇａ ｓｍｅｔｎ ｕ ａ ｅ ａ ｅ ｃ ｍｐ ｒ ｄ ａ ｄ ａ ｌ ｚ ｄ，ａ ｄ ｔ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｉ ｌ ｓ ｌｉ ｇ ｆ ｒ ｃ ｒ ｏ ａ ｅ ｎ ｎａｙ ｅ ｎ ｎ ｈ ｒ ｓ ｎ ａ ｌ ａｉ ｎ ｓｔａ ｉ ｎ ｏ ｈ ｅｒ ｃ ｏ ｅ ｏ ｈ ｕ ｎ ｃ ｓ ｄ ｓ ｅ ｔｔ ｄ ａ ｄ ｆ ｒｔ ｒ ｓ ｅ ｔｏ ｈ ｅｒ ｅ ｏ ｐｐ ｉ ｔ ｉ ｔｏ ｆｔ ｅ ｒ ｆａ ｔｒ ｓ ｆｒｔ ｅ ｆ ｒ ａ ｅ ｉ ｉｓ ｒａｅ ｎ ｈｅ ｐ ｏ ｐ ｃ ｆｔ ｅ ｒ ｆａ ｔ・ ｃ ｏ ｕ ｉ ｏ
窑 熔 化 能 力及 熔 窑产 量 。适 当 降 低 熔 窑 建 设 费 用 ，提 高 熔 窑 使 用 寿 命 。 优 质 浮 法 玻 璃 和 高 附 加 值 特 种 玻 璃 也 要 求 采 用 更 为 先进 的燃 烧 工 艺和 玻 璃 熔 制 工 艺 。分 析 了 全 氧 窑 内 大 量 碱 蒸 汽 和 水 蒸 汽 的 增 加 对 胸 墙 、池 壁 、大 碹
外 全 氧燃 烧 熔 窑 可 为 利 用 废 气 余 热 预 热 玻 璃 配 合
料 提 供 最 佳 的应 用 条 件 。玻 璃 熔 窑 全 氧燃 烧 技 术 将 为 绿 色 环 保 、节 能 降 耗 和 生 产 优 质 玻 璃 开 辟 新
的 途 径 。 然 而 ，实施 全 氧 燃 烧 技 术 后 ，耐 火 材 料
ｒ ｓ ｏ ｅｆ ｍａ ｅｉ ｌｏ ｅ ｒ ａ ｄ ｉ ｒ ｈ ｕ ｃ ｏ ｋ ｄ ｆ ｗ ｒ ． ｅ ｆ ｔ Ｓ ｏ
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ： Ｏｘ ｇ ｎ ｕ ｌ Ｒｅｒ ｃｏ ｙ； Ａｌ ａ ｉｖ ｐ ｒ Ｃｒ ｗｎ ｏ ｌｉ ｇｆ ｒ ａ ｅ ｙ ｅ －ｆ ｅ ； ｆａ ｔ ｒ ｋ ａ ｏ ； ｏ ｆｍｅｔｎ ｕ ｌ ｎ ｃ
由 （ ）式 和 （ ）式 可 知 ，空 气 燃 烧 时 ，每 １ ２
千 焦 热 需 标 准 状 态 下 空 气 ０４ ｍ， ．７ ；全 氧 燃 烧 时 。
几 乎 纯 氧用 来 燃 烧 ， 每 千 焦 热需 标 准状 态 下 氧 气
００ ｍ ，产 生 的废 气 主要 是 Ｃ ： Ｈ ｏ，火焰 温 度 ． ５ Ｏ和 ２
Ｎ ｘ 放 、降 低 对 环 境 的 污 染 、提 高 玻 璃 质 量 、 ０排 提高火 焰温度 、提高熔 窑熔化能 力及熔 窑产 量 、 适 当降 低 熔 窑 建 设 费 用 、提 高 熔 窑 使 用 寿命 。 此
（） １
氧气一 料 ： 燃
ＣＨ４ ２ ＋ Ｏ厂 Ｈ２ Ｃ ２ Ｏ＋ Ｏ２ （） ２
１ ・ ４
・
ＲＥ ＲＡＣｒ Ｆ ０ＲＩ ＥＳ ＆ Ｕ ＭＥ
Ａ ｇ ２ １ ｕ ． ００
Ｖ０ ． ５ Ｎｏ４ １ ３ ．
全氧燃烧玻璃熔窑用耐火材料 的研 究进展
武丽 华 陈 福 ） 韩 影 ） 张智 伟 桑 磊 ） ’
（． １河北 建材 职 业技 术学 院 ，秦皇 岛
（ 别是 上 部 结 构材 料 ）受 到严 重 的 侵蚀 ，窑 炉 寿 特 命从 １ ０年锐 减 为 ２ ３年 。 因此 ，全 氧 窑炉 耐 火 材 ～
料 及 其 配 置研 究 对 推 广 应 用 全 氧 燃 烧 技 术 有 十 分 重 要 的意义 。
比空 气 燃 烧 时 高 ，并 且 烟 气 体 积 仅 Байду номын сангаас 空 气 燃烧 时 的约 ３ ％，而燃 料 消耗 仅 约为 空气 燃 烧 时 的 ６ ％。 Ｏ ０ 传 统 的 空气 助 燃 ，需 要 通 过 定 时 换 火 进 行 烟 气 与 助 燃 空 气 的 热 交 换 ， 回 收 部 分 热 能 。但 是 ．
等 关键 部位 耐 火 材 料 的侵 蚀 及 全 氧 熔 窑 耐 火 材 料 的选 材 ，对 ６ｏ ・ 浮 法玻 璃 熔 窑 耐 火 材 料 的 使 用 进 行 对 比分 ｏ ｔｄ
析 ，并 对 全 氧 玻 璃 熔 窑 用 耐 火 材 料 的现 状 进 行 了 论 述 及 前 景 进 行 了 展 望 。
ａ ｄ ｐ ｌ ｔ ｎ ｔ ｎ ｉ ｎ ｎ ， ｍｐ ｏ ｅ ｇ ａ ｓｑ ａ ｉ ， ａ ｓ ａ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ， ｌ ｎ ａ ａ ｉ ｎ ｕｐ ｔ ｎ ｏｌ ｉ ｅ ｖ ｒ ｍｅ ｔ ｉ ｒ ｖ ｌ ｓ ｕ ｌ ｙ ｒ ｉｅ ｆ ｍｅｔ ｕ ｏ ｏ ｏ ｔ ｌ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｍｅｔ ｇ ｃ ｐ ｃｔ ａ ｄ ｏ ｔ ｕ ｉ ｙ ｏ ｅ ｆ ｒ ａ ｅ ｌ ｗ ｒｔ ｅ ｃ ｎ ｔ ｃ ｉｎ ｆｅ ｏ ｅｆ ｒ ａ ｅ ｐ ｏ ｅ ｌ ｎ ｒ ｌ ｎ ｈ ｅ ｖ ｃ ｉ ｆｔ ｅ ｆ ｒ ｆ ｈ ｕ ｃ ， ｏ ｅ ｏ ｓｒ ｔ ｏ ｆ ｈ ｎ ｃ ｒｐ ｒｙ ａ ｄ ｐ ｏｏ ｇ ｔ ｅ ｓ ｒ ｉｅ ｌ ｅ ｏ ｕ － ｔ ｎ ｈ ｕ ｏ ｔ ｕ ｆ ｈ ｎ ｃ ． ｉ ｕ ｌ ｙ ｆ ａ ｌｓ ｎ ｉｈ ａ ｄ ｄ ｖ ｌ ｅ ｓ ｅ ｉｌ ｌ ｓ ｓ ｅ ｕ ｒ ｒ ｄ ａ ｃ ｄ ｃ ｍｂ ｓｉｎ ａ ｅ Ｈｉｈ ｑ ａ ｉ ｏ ｔ ａ ｓａ ｄ ｈ ｇ ｄ ｅ ａ ｕ ｐ ｃ ａ ａ ｓａ ｏ ｒ ｑ ｉ ｍｏ ｅ ａ ｖ ｎ ｅ ｏ ｕ ｔ ｇ ｔ ｌ ｇ ｇ ｌ ｅ ｏ ｐ ｏ ｅ ｓ ｎ ｌｓ ｌ ｎ ｒ ｃ ｓ ． ａｙ ｉ ｉ ｇｖ ｎ ｔ ｅ ｅｆ ｃ ｆ ｈ ｃ ｅ ｓ ｆ ａ ｇ ｍｏ ｎ ｓｏ ｋ ｌ ｒ ｃ ｓ ｄ ｇ ａ ｓ ａ ｍｅｔ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ Ａｎ ｌ ｓｓ ｓ ｉ ｅ ｔ ｆ ｔ ｅ ｉ ｒ ａ ｅｏ ｅ ａ ｕ ｔ ｆ ａｉ ｉ ｏ ｈ ｅ ｏ ｔ ｎ ｌ ｒ ａ ｌ