熔窑组成及熔化工艺.ppt

熔窑组成及熔化工艺 窑炉的基本结构 耐火材料的选用（常见配置方案）： 火焰空间（大碹、澄清部胸墙）：硅砖； 池 壁：电熔锆刚玉砖； 池 底：刚玉砖+锆质捣打料+粘土砖+保温砖； 小 炉：电熔锆刚玉砖； 蓄热室：硅砖、粘土砖、高铝砖、镁砖耐火材料； 烟 道：粘土砖 L 吊 墙：烧结锆莫来石砖 投料池和L吊墙 熔化区 澄清区 小炉、胸墙、池壁 小炉 胸墙 熔化区池壁 大碹和拉条 蓄热室 格子体 耐火材料的性质和组成 耐火材料是指耐火度不低于1580℃的一类无机非金属材料。耐火度是指耐火材料锥形体试样在没有荷重情况下，抵抗高温作用而不软化熔倒的摄氏温度。 （1）硅质耐火材料 含SiO2在90%以上的材料通常称为硅质耐火材料，主要包括硅砖及熔融石英制品。硅砖以硅石为主要原料生产，其SiO2含量一般不低于93%，主要矿物组成为磷石英和方石英。 硅砖荷重软化温度高达1640～1670℃ 耐火材料的性质和组成 （2）硅酸铝质耐火材料： 1.粘土砖是指氧化铝含量在30%～48%的硅酸铝质耐火材料。 粘土砖的荷重软化开始温度在1350℃左右。 2.高铝砖的氧化铝48%。其中莫来石中Al2O3含量为65～75%。荷重软化开始温度1600℃ 3.刚玉砖是指氧化铝含量在95%以上的硅酸铝质耐火材料。荷重软化开始温度1700℃ 耐火材料的性质和组成 （3）镁质耐火材料 镁质耐火材料是指以镁砂为主要原料，以方镁石为主晶相，MgO含量大于80%的碱性耐火材料。 镁砖荷重软化开始温度1550℃ （4）含锆耐火材料 含锆耐火材料是指以氧化锆（ZrO2）、锆英石等含锆材料为原料生产的耐火材料。锆刚玉主晶相为α-Al2O3,次晶相为斜锆石，还存在少量玻璃相。 锆刚玉砖荷重软化开始温度1630℃ 玻璃的熔化过程 玻璃熔制的五个阶段 1.硅酸盐形成阶段 配合料进入熔窑后，在800~1000℃温度范围内发生一系列物理的、化学的和物理化学的反应。这个阶段结束时，大部分气态产物从配合料中逸出，配合料最后变成由硅酸盐和二氧化硅组成的不透明烧结物。 对于普通钠-钙硅酸盐玻璃而言，这一阶段结束后，配合料 转变为由硅酸盐和残余石英颗粒组成的烧结体。 2.玻璃液形成阶段 在硅酸盐形成阶段生成的硅酸钠、硅酸钙、硅酸铝及反应剩余的大量二氧化硅在继续提高温度下它们相互熔解和扩散，由不透明的半熔烧结物转化为透明的玻璃液，这一过程称为玻璃的形成阶段。 当温度升到1200℃时，第一阶段烧结物中的低共熔物开始熔化，出现了一些熔融体，同时硅酸盐与未反应的石英砂颗粒反应，相互熔解。伴随着温度的继续升高，硅酸盐和石英砂颗粒完全熔解与熔融体中，成为含有大量可见气泡、条纹、在温度和化学组分上不够均匀的透明玻璃液。 熔化的关键阶段固体颗粒在硅酸盐熔体中熔解的过程。 3.玻璃液澄清阶段 随着温度继续升高，达到1400~1500℃时，玻璃液在形成阶段的可见气泡和熔解气体，由于温度升高，体积增大，玻璃液黏度的降低而逸出。 原料中加入澄清剂芒硝在高温玻璃液中可以排除其它原料中碳酸盐产生的气泡。 玻璃液为什么要进行澄清处理？ 答：玻璃液澄清是指消除玻璃液中气泡的过程，玻璃液澄清效果的好坏将直接影响玻璃成品的质量。这是因为经过熔化后的配合料成为玻璃液，而玻璃液中存在一定量的气泡，如果不及时消除气泡，就会造成玻璃缺陷，从而影响玻璃质量。 4.玻璃液均化阶段 玻璃液长时间处于高温 ，并在对流、扩散、熔解等作用下，玻璃液中的条纹逐渐消除，化学组成和温度逐渐趋向均匀。此阶段结束时的温度略低于澄清温度。 5.玻璃液冷却阶段 将澄清和均化后的玻璃液逐渐降温，使玻璃液具有成型所需的黏度。浮法玻璃冷却结束的温度在1100~1050℃左右。 （1） 温度制度 温度制度包括熔制温度、温度随窑长空间的分布以及制度的稳定性。最重要的是熔制温度。 熔制温度决定熔化速度，温度愈高硅酸盐反应愈强烈，石英熔化速度愈快，而且对澄清，均化过程也有显著的促进作用，在1400～1500℃范围内，熔化温度每提高1℃，熔化率增加2%，但高温熔化受耐火材料质量的限制，一般在耐火材料能承受的条件下尽量提高熔制温度。 （2） 压力制度 窑压要求保持在微正压，一般不允许呈负压，因为负压引入冷空气，不仅要降低窑温，增加热损失，还使窑内温度分布不均匀，在某些死角处温度偏低。但正压也不能过大，如正压过大，会使燃耗增大，窑体烧损加剧，影响澄清速度。 （3）气氛制度 窑炉气氛对熔制过程有至关重要的影响。窑内各处气氛的性质不一定相同，按其组成可分为氧化、中性或还原状态，视配合料和玻璃的组成以及各项具体工艺要求确定。 熔制纯碱-芒硝配合料时