保溫棉熔窯耐火材料的選擇分析

近年來，國內的保溫棉生產企業越來越多，但是，由于保溫棉產品的特殊成分和生產工藝，生產保溫棉的熔窯的耐火材料的配材顯得越來越重要。目前，我國保溫棉熔窯的壽命一般在3年左右，達到5年以上窯齡的不多，其主要原因是熔窯各部位耐火材料的選擇問題。

 

保溫棉熔窯耐火材料的設計原則為:在一個窯期內，力求使熔窯各部位耐火材料的侵蝕基本同步。這樣最為經濟合理。

 

各部位耐火材料配置分析如下:

 

(1)熔化部池壁由于熔化溫度較低，一般在1400℃以下，而且玻璃液的黏度大，反應擴散率小，所以對池壁的侵蝕較小，一般采用33氧化法電熔鋯剛玉磚即可。對于橫火焰熔窯，為了達到較長的窯齡，熔化部池壁需要采用鉻含量在30%的鉻鋯剛玉磚。無論采用何種材質的耐火材料，在池壁液位線附近都不做保溫，并采用吹風冷卻，以延長池壁的使用壽命。

 

(2)熔化部胸墻熔化部胸墻處于熔窯的火焰空間，由于高溫熱氣流的作用，大量的堿和硼的揮發物黏附在胸墻磚的表面和縫隙里，與胸墻磚發生化學反應造成侵蝕。所以，胸墻磚一般選擇高溫化學性能穩定、抗堿和硼的中性耐火材料或偏堿性耐火材料。對于低窯齡的胸墻，33電熔鋯剛玉磚是最好的選擇，但對于長窯齡的胸墻，燒結鋯英石磚或鉻含量在30%的鉻鋯剛玉磚更好。

 

(3)熔化部池底鋪面磚因熔化部池底的散熱面積較大，除了加強保溫外，還要考慮因保溫引起池底溫度升高所帶來的侵蝕加劇。電熔鋯剛玉磚鋪面是保溫棉熔窯池底的首選，對于大多數保溫棉熔窯來說，這種材質的穩定性能與熔窯的壽命完全匹配。當熔窯的玻璃液深度低于500mm，且采用鼓泡時，池底玻璃液的高溫和鼓泡產生的玻璃液的強烈對流，大大加劇了玻璃液對池底耐火材料的機械沖刷侵蝕，若采用傳統的電熔鋯剛玉磚鋪面層，難以滿足長窯齡(5年以上)，所以選擇含鉻15%的鉻鋯剛玉磚更合適。

 

(4)熔化部大碹對于馬蹄焰保溫棉熔窯，碹頂大多數采用硅磚。盡管堿性玻璃液宜用堿性磚，但硅磚價格便宜，耐堿性蒸氣的侵蝕能力差。由于保溫棉成分中的硼、堿含量很高，當磚表面的玻璃釉流失后，在硼、堿蒸氣的作用下，硅磚很容易被繼續侵蝕，從而影響熔窯的壽命。目前國內馬蹄焰保溫棉熔窯的硅磚碹頂一般在9個月至1年后就產生鼠洞，需要經常維護，修修補補，勉強能撐3年。修補碹頂既是繁重的熱修作業，又對生產帶來影響。若要取得5年以上窯齡，保溫棉熔窯的碹頂材質不適合用硅磚，而應該采用含鉻30%的鉻鋯剛玉磚或者特制的燒結莫來石磚。

 

(5)流液洞流液洞是保溫棉熔窯最容易侵蝕的部位，且無法熱態維修，所以，流液洞耐火材料的使用壽命直接決定了熔窯的壽命。目前，大多數保溫棉熔窯的流液洞采用無生產經驗縮孔電熔鋯剛玉磚。由于保溫棉熔窯的玻璃液溫度偏低，一般在1250℃以下，所以流液洞耐火材料的侵蝕主要是機械沖刷。對于小噸位的保溫棉熔窯，無縮孔電熔鋯剛玉磚完全可以滿足窯齡的要求，但對于大噸位及長窯齡的保溫棉熔窯，流液洞磚采用含鉻50%的鉻鋯剛玉磚會更合理。

 

(6)格子磚保溫棉成分中含有高堿低硼，對鎂磚的侵蝕很劇烈。而且堿蒸氣和硼蒸氣在中溫區(810~940℃)容易析晶，析晶物黏度很大，黏附在經侵蝕后凹凸不平的格子磚表面，從而造成格子磚的堵塞。目前，玻璃棉熔窯的格子磚一般采用堿性磚，上層97鎂磚或98鎂磚，中層95鎂磚或96鎂磚，下層鎂鉻磚和低氣孔黏土磚。這樣配置的格子磚成本較低，但因堿蒸氣、硼蒸氣析晶黏附在格子磚上，所以，使用一年半左右需要更換格子磚。對于長窯齡的格子磚，十字形電熔鋯剛玉磚是首選。

 

(7)通路對于火焰窯通路的上部結構一般采用33電熔鋯剛玉磚，或燒結鋯英石磚。而對于電熔窯通路的上部結構可以采用燒結莫來石磚。與玻璃液接觸的通路，采用33電熔鋯剛玉磚或含鉻30%的鉻鋯剛玉磚均可。

 

保溫棉熔窯合理的耐火材料匹配是取得高效益的關鍵。當然，耐火材料的選擇需要綜合考慮窯齡、投資、耐火材料現狀及生產周期等因素，使熔窯的運行最有效和最經濟。