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1、玻璃窑炉的加强方案 奥地利PLANSEE 攀时集团 攀时（中国）有限公司 上海浦东临港重装备产业区倚天路555号/飞舟路399号 Tel: (021) 6023 0666 Fax: (021) 2301 0908 玻璃的生产已有数百年历史。 尽管历史久远， 对于玻璃制造工艺的评估与优化却从未间 断。在玻璃行业会议上以及生产商之间的交流时人们经常可以听到强度更高，重量更轻，杂 质更少以及更高的成本效益等等关键词。另一方面，来自替代材料方面的竞争亦日益加剧， 越来越多的塑料被用于瓶装材料就是一例。 玻璃生产商不得不在提高玻璃产品的质量的同时 为消费者降低成本。其中有效提高成本效益的的可能途径就是降
2、低废品率和延长窑炉炉龄。 人们对延长熔炉寿命已经做过许多的努力。耐火砖的质量和抗侵蚀性能每年都在改进。 在熔玻璃窑炉的薄弱部位，电熔耐火砖取代了烧结耐火砖。尽管如此，电熔耐火材料的侵蚀 速度也是不可忽视的。 对于那些暴露在熔炉的强侵蚀环境中的耐火材料来说， 要明显地增加 其抗侵蚀能力的话， 最好的办法就是将其用金属保护起来。 只有很少一部分金属能够耐受玻 璃生产的高温。图 1 显示了不同的金属以及锆刚玉耐火材料在一般玻璃生产环境中耐受玻 璃熔液侵蚀的能力。该图也表明了可用于此的金属材料是相当有限的。 图 1 不同金属以及锆刚玉耐火材料的抗腐蚀性能对比 铁，铁基合金，镍和镍基合金不能满足玻璃生产
3、的高要求。它们的熔点太低，即使在 低于熔点温度下使用， 沉浸在熔池中它们的被玻璃液侵蚀的速度也相当快， 容易严重污染玻 璃。目前已知有两种材料对玻璃液既具有好的耐侵蚀能力又不会造成污染，即铂和钼金属。 铂的抗侵蚀能力是无可比拟的， 紧跟其后的就是钼金属。 这两种金属之间有以下两个主要差 别。 抗氧化能力 价格 铂是目前为止唯一能同时耐受玻璃液侵蚀和氧化的金属。 在图 2 中可以看到， 钼的抗氧 化能力是相当弱的，在被玻璃液彻底浸没之前，它需要特别的保护以抵抗氧化气氛的伤害。 铂和钼之间的价格差别是巨大的。 铂是贵金属并且完全由市场定价， 其价格每天都会随 交易市场的价格波动。10-15 克铂的
4、费用大约相当于 1 公斤钼。对于绝大多数使用场合而言 需要铂的数量都显得太高， 因此铂只局限于少数非常特别的应用， 例如生产高纯度特种玻璃 时用铂制作送料器。 攀时公司近年来研发的钼保护专利技术能够显著提高钼在空气中的高温抗氧化能力， 使钼成功地应用于保护耐火砖并有效加强玻璃窑炉。 图 2 多种材料的抗氧化性能对比 玻璃窑炉的加强方案 不同的玻璃窑炉的寿命差异是很大的， 炉龄从几个月的到数年的都有。 这和许多因素相 关，不仅与玻璃的成分，熔化温度相关，也和每日的产量有联系。比如，像乳白玻璃这样具 有强的侵蚀能力的玻璃来说，窑炉的寿命就只有几个月。器皿玻璃（钠钙玻璃）的窑炉的寿 命可以达到 10
5、 年（平均在 6-8 年） 。窑炉的寿命取决于窑炉内的耐材被侵蚀的速度，一旦窑 炉重要部位的功能失效，窑炉的寿命就到了终点。这些脆弱部位有的直接影响窑炉的寿命， 有的则对玻璃质量起决定性的作用。 图 3 在典型的玻璃窑炉示意图上标出了一些关键部位 1加料口 2电极周围 3鼓泡器和窑坎 4流液洞 图 3：典型的玻璃窑炉及其关键部位示意图 z 加料口处，生料由此加入熔池。此处生料夹杂着氧气并且有泡沫产生，负荷很重。 z 电极周边负荷通常很重，这里温度高，腐蚀性强并受到玻璃熔液的对流侵蚀。 z 鼓泡器 用来产生大气泡以吸收玻璃熔液中的小气泡腐蚀以及侵蚀过程造成严重负 荷。 z 窑坎 用来控制熔化区的
6、玻璃液回流，并调节 腐蚀以及侵蚀过程造成严重负荷。 z 流液洞 连接熔化区和加工区端头与进料口 腐蚀以及侵蚀过程造成严重负荷。对 于玻璃生产商来说，图 4，图 5 的情形可能并不陌生。 图 4 和 5，窑炉使用末期的窑坎和流液洞被侵蚀的状况。 钼板包住窑炉的这些关键部位， 使其外形和效能更持久， 这无疑可以优化玻璃生产流程， 改善玻璃质量，显著延长窑炉寿命。 玻璃窑炉的加强方案示例 通常来讲， 玻璃窑炉的加强方案使用钼板通过折弯等机械加工手段制成不同形状。 然后 对所有外表面进行保护处理使整个装置获得完美的抗氧化能力。 使用钼制成的窑炉部件可以通过不同的方法很容易地安装固定到窑炉中去。如： 1
7、） 嵌入耐火砖中。 2） 通过螺栓固定在耐火砖上。 3） 直接包覆在耐火砖表面，如窑坎和鼓泡器上。 图 6 是一例加料口加固。 简单折弯的钼板通过销钉固定在加料口的耐火砖上。 这样一来 对加进生料并经常形成泡沫的这一部位能起到很好的保护作用。 图 6：加料口加固 图 7 显示的是如何在电极周围对炉体加固的示意图。 这一保护措施是用来减少玻璃液的 流动冲刷侵蚀的。由于熔化区内部不同区域的温度差别，会在熔化区形成玻璃液对流。这种 冲刷侵蚀发展到一定程度会导致玻璃液和电极水套接触。 而玻璃液对电极水套的侵蚀将会造 成玻璃的杂质增加和着色， 并且在水套顶端出现局部过热。 这种局部过热也使得水套中的铁
8、和镍得以进入钼电极对钼电极产生损害， 铁和镍与钼形成一种低熔点的合金， 从而使电极局 部变细，最终出现断裂。当然，电极，水套和钼板保护部件之间的直接接触也是需要彻底避 免的（否则，就成了板状电极了） 。 图 7：电极插口的钼板保护 图 8 是一组鼓泡器的加固保护。 窑坎的保护与此类似。 U 型的钼罩罩住耐火砖并嵌入到 炉底的耐火材料上。这可以保证鼓泡器或窑坎的功效能够持续更久。 图 8：鼓泡器/窑坎保护 流液洞无疑是熔炉中最脆弱最关键的部分。 这一部分是连接熔化区和加工区端头与进料 口并控制玻璃液的流动的部位。流液洞经常由多块耐火砖砌成（两侧各一块砖，顶部一块， 沿流液洞若干块） 。为了确保好
9、的保护效果，耐火砖的接缝处也需要被完全覆盖。只有用比 单块砖更宽更高的大尺寸钼板固定在这些砖的外面套住才能够做到这一点。 图 9 显示了如何有效地保护流液洞。 图 9：流液洞保护分解示意图。 流液洞保护组件包含两个部分： 前挡板和 U 型槽 （图 10） 。 这对简化安装是非常必要的。 部件的连接处经过特殊设计和加工，可以阻止玻璃液的渗漏。 图 10：流液洞保护部件前后视图。 其他部件的保护亦是类似，如窑坎上的流液管（用来产生附加对流） ，输液管等，皆可 用特别处理的钼制成以抗击氧化。 攀时公司可以通过与玻璃生产厂家或筑炉公司沟通设计出可满足各类客户不同需要的 玻璃窑炉加强方案。 这些部件的安装很简单，无论是玻璃生产厂家、筑炉公司或者攀时公司都容易办到。 感兴趣的朋友，欢迎交流。感兴趣的朋友，欢迎交流。 邮箱邮箱 xin.mo 手机：手机： 159 0077 7931
