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耐火材料是玻璃窯爐的重要組成部分，窯爐的設計者需要使用耐火材料構建起滿足玻璃熔制工藝需要的窯爐結構，包括合適的火焰空間、熔化區(qū)域、成型區(qū)域和煙氣的排放或熱交換的結構(蓄熱室或煙道)。

(1)耐高溫特性

玻璃窯爐耐火材料需具備在一定溫度下的耐沖刷耐侵蝕的特性、荷重軟化溫度、主要成分與玻璃接近，保證盡量不污染玻璃(盡量降低或不含可能污染玻璃的成分)、高溫膨脹、收縮的特性(膨脹系數(shù))、抗熱震性能、與其它相鄰耐火材料不發(fā)生交叉反應而影響耐材的特性等。

(2)可加工性

使用常規(guī)的加工設備可以加工需要的尺寸和形狀，盡量減少超大、超異形磚材的使用，減少人工加工的種類和數(shù)量。同時要考慮生產、組裝、包裝運輸和砌筑的便利性。

(3)經濟性

在滿足基本需求的情況下盡量減少用量，選擇合適的規(guī)格。

(4)系統(tǒng)性

合理搭配不同部位的耐材規(guī)格和數(shù)量，盡可能實現(xiàn)玻璃熔窯耐火材料同窯同壽命。根據應用經驗，傳統(tǒng)空氣助燃的玻璃窯爐改為全氧燃燒窯爐后，對下部結構耐火材料的選擇沒有很大的變化，主要集中在上部空間耐材的選擇和使用上。

一 材料選擇需考慮的因素

全氧燃燒耐火材料的問題主要為窯爐內部的耐火材料，傳統(tǒng)的空氣助燃窯爐上火焰空間耐火材料一般以硅質材料為主，使用電熔或其它耐火材料常見于特種玻璃窯爐。玻璃熔窯采用全氧燃燒技術后，由于火焰空間中的水蒸氣的體積濃度大大增加，堿揮發(fā)物的體積濃度增加3～6倍。傳統(tǒng)空氣助燃窯爐上部空間較多的情況下會使用硅質材料，高濃度水蒸氣和高濃度的堿揮發(fā)物形成較強的堿性氣氛，對上部結構中硅磚的使用性能造成危害。

相比大碹，胸墻、山墻等部位的堿蒸汽濃度會略低，但是同樣面臨酸堿中和的反應，超出常規(guī)的侵蝕速度讓窯爐的壽命變得無法預期。另外，被侵蝕剝落的物質落到玻璃表面上形成浮渣，進一步影響熔化性能和玻璃質量。

在耐火材料的選擇原則上，除了耐高溫、可加工、經濟性、系統(tǒng)性等以外，還應該根據全氧燃燒的特點選擇適用的耐火材料，無論是電熔AZS還是電熔氧化鋁產品，在國內全氧燃燒玻璃窯爐上已經積累了較為豐富的成功經驗，根據窯爐特點及產品特征的不同，國內也有使用其它耐火材料的案例。

二 全氧燃燒玻璃窯爐用耐火材料

目前全氧燃燒玻璃窯爐上部結構使用較多的耐火材料以熔鑄材料為主，如電熔AZS系列、電熔氧化鋁系列、電熔鉻剛玉系列(目前有使用燒結鉻剛玉代替的傾向)等。電熔AZS系列中，除了常見的ER1681、ER1685和ER1711外，還包括ER1851、ER1195。電熔氧化鋁系列包括電熔ab氧化鋁、電熔b-氧化鋁材料。

01 ER1851

近年來，ER1851系列的產品已經運用到一些全氧燃燒項目上并取得了令人滿意的效果，在低滲出、抗侵蝕方面有著良好的表現(xiàn)。國內一些廠家也在積極開發(fā)此類產品，低玻璃相產品市場前景廣闊。

高鋯系列產品通常是指氧化鋯含量為85%～95%的產品。雖然其生產難度較高，售價較高，但是由于其優(yōu)越的性能又在眾多玻璃行業(yè)有著廣泛的應用。

目前已知可以批量生產高鋯系列的廠家有：西普、旭硝子、MONOFRAX。由于其優(yōu)異的特性，在玻璃生產中減少了結石和氣泡的產生，因此更適用于玻璃窯爐中與玻璃接觸的部位，在硼硅酸鹽玻璃、鋁硅酸鹽玻璃、玻璃陶瓷和展示玻璃的熔窯中具有良好的性能。根據要求不同，又有高電阻率的細分產品。

02 ER1195

ER1195具有更高的荷重軟化溫度、更高的抗侵蝕等級、與ER1851接近的低滲出特性，在全氧燃燒窯爐中，池壁、電極磚、流液洞部位均有廣泛應用，也是全氧燃燒電子微晶玻璃窯爐流液洞檔磚的優(yōu)先選擇由各約50%的α-氧化鋁和β-氧化鋁構成，二者結晶交錯形成了非常致密的組織結構，耐強堿性能非常好，在1350℃以下具有非常好的耐侵蝕性。因為不含鐵、鈦等有害雜質，玻璃相含量非常少，其剝落物對玻璃的污染微乎其微，除了應用在常見的流道、澄清池、浮法玻璃熔窯的唇磚等部位以外，亦可用作窯爐的碹頂(主要考慮較長的壽命、懸滴對玻璃液的污染問題)。

03 電熔氧化鋁系列

由100%的β-氧化鋁構成，有大塊平板狀的β-氧化鋁結晶體組織，結晶相互交錯而且晶相很粗大，氣孔率較高、強度較低。但是抗剝落性很好，尤其對強堿蒸汽具有較高的耐侵蝕性，由于與二氧化硅反應后β-氧化鋁容易與α-氧化鋁和氧化鈉較易崩裂，所以必須使用在粉塵飛揚較輕的部位，作為窯爐的碹頂一般應用在后端。

電熔α-β或β-氧化鋁制品在國內已經使用的窯爐上表現(xiàn)出極佳的耐侵蝕性和對玻璃很少的污染特性，應用效果非常好。較高的價格是其廣泛使用的最大障礙。

燒結α-β氧化鋁制品相對價格低廉，近年來在國內窯爐上也有成功使用的案例，由于其特殊的組份，成為中低溫料道較好的選擇。隨著技術的進步，國產的類似燒結材料也已經上市，并取得了較好的使用效果。較小的爐型或對碹頂形成的碹滴污染要求不是很高的情況下，可以考慮其作為碹頂材料。

04 高純鎂鋁尖晶石

鎂鋁尖晶石的化學式為MgO-Al2O3，含MgO為28.3%，Al2O3為71.7%(非典型數(shù)據，僅供參考)。其主要優(yōu)點是對還原性氣氛如游離CO2、游離SOX及游離K2O/Na2O的抗蝕性強，具有較好的熱穩(wěn)定性與耐磨性。鎂鋁尖晶石具有較高的熔點、熱膨脹系數(shù)小、熱應力低、熱震穩(wěn)定性好、相比電熔材料體積密度較小(2.7g/cm3)，對堿性氣氛具有較強的抵抗能力。

在國內空氣助燃和全氧燃燒玻璃窯爐上均有運用鎂鋁尖晶石的實際案列，但是多出現(xiàn)了大碹馬鞍形變形問題。

05等靜壓成型高鋯磚

等靜壓成型高鋯磚由于其優(yōu)良的致密性、耐侵蝕性和相對電熔高鋯磚更低廉的價格，已經應用于全氧燃燒窯爐，應用效果良好。

06 致密氧化鉻磚

致密鉻磚由于其優(yōu)良的熱震性能、耐堿性能、耐沖刷性，已廣泛應用于玻纖窯爐中，也包括全氧燃燒玻纖窯爐的火焰空間部位。致密鉻磚中的鉻根據不同的使用部位，采用不同的鉻含量，一般Cr2O3>90%、容重>4.0g/cm3。

目前，除國外和合資企業(yè)生產外，國內很多企業(yè)也可以提供相同的產品，但品質和理化穩(wěn)定性差異較大。鉻的污染問題較難解決，許多歐美國家對含鉻的產品生產和應用有眾多限制。氧化鉻具有較強的著色能力，一般高白料或更高品質的玻璃不建議使用含鉻的耐材，特別是與玻璃液接觸的部位。對于顏色玻璃或品質要求較低的青白料為延長窯爐壽命可考慮使用。

07電熔再燒結莫來石

電熔再燒結莫來石磚的產品典型數(shù)據為：Al2O376%，F(xiàn)e2O30.1%，SiO223%。荷重軟化溫度T0.5>1700℃，體積密度2.66g/cm3，常溫耐壓強度1100N/mm2，玻璃相含量<4%。由于其相對中性的特質，目前全氧燃燒玻纖窯爐的大碹使用較多。

08 無鈣硅磚

其產品優(yōu)點為：①使用了電熔氧化硅結合相，不含氧化鈣成分，二氧化硅含量可達98.5%以上;②密度更小(1.8g/cm3)，降低了整個大碹的重量;③價格相比同級別電熔材料更低;④比硅磚具有更低的膨脹系數(shù)(650℃時0.6%)、更高的使用溫度(T0.5為1690℃);⑤更好的體積穩(wěn)定性。在國內某全氧燃燒窯爐上有使用經歷，但大碹出現(xiàn)威脅到窯爐安全的變形問題。