Biorąc za przykład szkło float, trzy główne urządzenia termiczne w produkcji szkła to piec do topienia szkła float, wanna cynowa do szkła float oraz piec do wyżarzania szkła. W procesie produkcji szkła piec do topienia szkła odpowiada za stopienie wsadu w ciecz szklaną, a następnie jego klarowanie, homogenizację i schładzanie do temperatury wymaganej do formowania. Wanna cynowa jest kluczowym urządzeniem do formowania szkła. Ciecz szklana o temperaturze 1050–1100°C przepływa z kanału przepływowego na powierzchnię cieczy cynowej w wannie cynowej. Ciecz szklana jest spłaszczana i polerowana na powierzchni wanny cynowej, a następnie kontrolowana przez mechaniczne ciągnienie, osłony boczne i boczne maszyny ciągnące, tworząc wstęgę szkła o wymaganej szerokości i grubości. Opuszcza ona wannę cynową po stopniowym schłodzeniu do 600°C w procesie wyżarzania. Funkcją pieca do wyżarzania jest eliminacja naprężeń szczątkowych i niejednorodności optycznej szkła float oraz stabilizacja jego struktury wewnętrznej. Ciągła wstęga szkła o temperaturze około 600°C, wytwarzana przez kąpiel cynową, trafia do pieca do wyżarzania przez przejściowy stół rolkowy. Wszystkie te trzy główne urządzenia cieplne wymagają materiałów ogniotrwałych. Aby zapewnić prawidłową i stabilną pracę pieca do topienia szkła, jest on nierozerwalnie związany z zastosowaniem różnorodnych materiałów ogniotrwałych. Poniżej przedstawiono 9 rodzajów materiałów ogniotrwałych powszechnie stosowanych w piecach do topienia szkła oraz ich właściwości:
Cegły krzemionkowe do pieców szklarskich:
Główne składniki: dwutlenek krzemu (SiO2), wymagana zawartość powyżej 94%. Temperatura pracy: najwyższa temperatura pracy wynosi 1600–1650°C. Cechy: dobra odporność na erozję żużla kwaśnego, ale słaba odporność na erozję drobin alkalicznych. Stosowany głównie do murowania dużych łuków, ścian osłonowych i małych pieców.
Cegły ogniotrwałe do pieców szklarskich:
Główne składniki: Al2O3 i SiO2, zawartość Al2O3 wynosi od 30% do 45%, a SiO2 od 51% do 66%. Temperatura pracy: najwyższa temperatura pracy wynosi 1350–1500°C. Właściwości: Jest to słabo kwaśny materiał ogniotrwały o dobrej ogniotrwałości, stabilności termicznej i niskiej przewodności cieplnej. Stosowany głównie do murowania dna basenu pieca, ścian basenu części roboczej i przejścia, ścian, łuków, dolnych cegieł kratowych oraz przewodu kominowego magazynu ciepła.
Cegły o wysokiej zawartości tlenku glinu do pieców szklarskich:
Główne składniki: SiO2 i Al2O3, przy czym zawartość Al2O3 powinna być większa niż 46%. Temperatura pracy: Maksymalna temperatura pracy wynosi 1500–1650°C. Cechy: Dobra odporność na korozję, odporność na korozję powodowaną zarówno przez żużle kwaśne, jak i zasadowe. Stosowany głównie w komorach akumulacji ciepła, a także jako element ogniotrwały basenów roboczych, kanałów materiałowych i podajników.
Cegły mulitowe:
Głównym składnikiem cegieł mulitowych jest Al2O3, którego zawartość wynosi około 75%. Ponieważ składają się głównie z kryształów mulitu, nazywane są cegłami mulitowymi. Gęstość wynosi 2,7-3,2 g/cm3, porowatość otwarta 1-12%, a maksymalna temperatura pracy wynosi 1500-1700°C. Spiekany mulit jest stosowany głównie do murowania ścian komór akumulacji ciepła. Topiony mulit jest stosowany głównie do murowania ścian basenów, otworów obserwacyjnych, filarów ściennych itp.
Cegły z topionego korundu cyrkonowego:
Cegły z topionego korundu cyrkonowego nazywane są również cegłami z białego żelaza. Ogólnie rzecz biorąc, cegły z topionego korundu cyrkonowego dzielą się na trzy klasy w zależności od zawartości cyrkonu: 33%, 36% i 41%. Cegły z topionego korundu cyrkonowego stosowane w przemyśle szklarskim zawierają 50%–70% Al₂O₃ i 20%–40% ZrO₂. Gęstość wynosi 3,4–4,0 g/cm₃, porowatość pozorna 1–10%, a maksymalna temperatura pracy wynosi około 1700°C. Stopione cegły korundowo-cyrkonowe o zawartości 33% i 36% cyrkonu są stosowane do budowy ścian basenów pieców, ścian osłonowych przestrzeni paleniskowych, małych otworów dmuchowych pieców, małych płaskich łuków pieców, małych kominów pieców, łuków wypustowych itp. Stopione cegły korundowo-cyrkonowe o zawartości 41% cyrkonu są stosowane do budowy narożników ścian basenów, otworów przepływowych i innych elementów, w których ciecz szklana powoduje najsilniejszą erozję i korozję materiałów ogniotrwałych. Materiał ten jest najszerzej stosowanym topionym materiałem ogniotrwałym w przemyśle szklarskim.
Cegły z tlenku glinu:
Odnosi się głównie do topionych cegieł ogniotrwałych z korundu α, β i topionego β, które składają się głównie z fazy krystalicznej korundu Al2O3 w 92%–94%, gęstości 2,9–3,05 g/cm3, porowatości pozornej 1–10% i maksymalnej temperatury roboczej około 1700°C. Topiony tlenek glinu charakteryzuje się doskonałą odpornością na przenikanie szkła i praktycznie nie powoduje zanieczyszczenia cieczy szklanej. Jest szeroko stosowany w ścianach basenu części roboczej, dnie basenu, kanałach przepływowych, ścianach basenu materiału kanału części roboczej, dnie basenu materiału kanału i innych częściach pieca do topienia szkła, które mają kontakt z cieczą szklaną i nie wymagają zanieczyszczenia materiałem ogniotrwałym.
Cegły kwarcowe:
Głównym składnikiem jest SiO2, którego zawartość wynosi ponad 99%, o gęstości 1,9–2 g/cm3, ognioodporności 1650°C, temperaturze roboczej około 1600°C i odporności na erozję kwasową. Jest on używany do budowy ścianek basenu z kwaśnego szkła borowego, cegieł otworowych do termopar w przestrzeni płomieniowej itp.
Materiały ogniotrwałe alkaliczne:
Materiały ogniotrwałe o odczynie alkalicznym to głównie cegły magnezytowe, glinowo-magnezowe, magnezytowo-chromowe oraz forsterytowe. Charakteryzują się one odpornością na erozję materiałów alkalicznych, a ich ogniotrwałość wynosi 1900–2000°C. Są szeroko stosowane w górnej ścianie regeneratora pieca do topienia szkła, w łuku regeneratora, w korpusie rusztu oraz w konstrukcji małych części pieca.
Cegły izolacyjne do pieców szklarskich:
Piec do topienia szkła charakteryzuje się dużą powierzchnią rozpraszania ciepła i niską sprawnością cieplną. Aby oszczędzać energię i zmniejszyć jej zużycie, niezbędna jest duża ilość materiałów izolacyjnych do kompleksowej izolacji. W szczególności, aby ograniczyć rozpraszanie ciepła, należy zaizolować ścianę basenu, dno basenu, łuk oraz ścianę regeneratora, część topiącą, część roboczą itp. Porowatość cegieł izolacyjnych jest bardzo duża, a ich waga bardzo niska, a gęstość nieprzekracza 1,3 g/cm³. Ponieważ właściwości termoizolacyjne powietrza są bardzo słabe, cegły izolacyjne o dużej porowatości mają właściwości termoizolacyjne. Ich współczynnik przewodzenia ciepła jest 2–3 razy niższy niż w przypadku zwykłych materiałów ogniotrwałych, więc im większa porowatość, tym lepszy efekt izolacji. Istnieje wiele różnych rodzajów cegieł izolacyjnych, w tym cegły gliniane, cegły krzemionkowe, cegły wysokoglinowe i tak dalej.
Czas publikacji: 25 kwietnia 2025 r.
