В стекольной промышленности выбор огнеупорных материалов для печей напрямую влияет на эффективность производства, качество продукции и срок службы оборудования. Огнеупорные кирпичи AZS (электрофутерованные цирконий-корундовые кирпичи) благодаря своим уникальным свойствам стали основным материалом для стекловаренных печей. Их название происходит от английских аббревиатур основных компонентов: оксида алюминия (Al₂O₃), оксида циркония (ZrO₂) и диоксида кремния (SiO₂), типичное содержание которых составляет 48%, 30% и 20% соответственно. В данной статье рассматриваются характеристики материала, сферы применения и перспективы развития, объясняя, почему AZS-кирпичи широко используются в стекловаренных печах.

Ключевые преимущества огнеупорных кирпичей AZS

Высокая стойкость к коррозии

В стекловаренных печах расплавленное стекло и шихта (например, щелочные оксиды, кислотные пыли) активно разрушают огнеупорные материалы. Оксид циркония (ZrO₂) в составе AZS-кирпичей обладает исключительной химической стойкостью, эффективно противостоит коррозии стекломассы и летучим компонентам, значительно продлевая срок службы печи. Особенно в таких зонах прямого контакта со стекломассой, как стенки и днище ванны, коррозионная стойкость AZS-кирпичей в 2-3 раза выше, чем у традиционных кремнеземистых или высокоглиноземистых кирпичей.

Термическая стабильность и устойчивость к тепловым ударам

Огнеупорные кирпичи AZS выдерживают температуры до 1790°C, температура начала деформации под нагрузкой составляет 1550-1650°C, а низкий коэффициент теплового расширения позволяет им противостоять резким перепадам температур без растрескивания. Например, в печах с кислородным дутьем, где температура свода достигает 1700°C, AZS-кирпичи на основе электрофутерованного оксида алюминия сохраняют стабильную работу.

Высокая механическая прочность и износостойкость

Предел прочности при сжатии у AZS-кирпичей превышает 80 МПа, а высокая поверхностная твердость позволяет им выдерживать абразивное воздействие текущей стекломассы и механические нагрузки. Это делает их идеальными для высоконагруженных зон печи, таких как загрузочные карманы и проточные каналы.

Основные области применения AZS-кирпичей в стекловаренных печах

Зоны прямого контакта со стекломассой

• Стенки и днище ванны: AZS-кирпичи в этих зонах уменьшают дефекты стекла (например, пузыри и камни) и увеличивают межремонтный период печи.

• Проточные каналы и загрузочные карманы: В этих зонах материал подвергается воздействию высоких температур и коррозии шихтой, а высокая устойчивость AZS-кирпичей к отслаиванию снижает частоту обслуживания.

Верхние конструкции печи и свод

В печах с кислородным дутьем свод подвергается более высоким температурам, и традиционные кремнеземистые кирпичи быстро разрушаются. AZS-кирпичи с низким содержанием стеклофазы (например, литые без усадочных раковин) благодаря минимальному выделению примесей и высокой ползучестойкости становятся идеальным материалом для свода, работающего при температурах выше 1650°C.

Специальные технологические требования

• Высокоборосиликатные и свинцовые стекла: AZS-кирпичи лучше других материалов противостоят воздействию свинцовых паров и боросодержащих стекол, уменьшая примесные дефекты.

• Кислородное дутье: Эта технология повышает температуру печи, а термическая стабильность AZS-кирпичей делает их обязательным выбором для современных процессов.

Сравнение AZS-кирпичей с другими материалами

Сравнение с кремнеземистыми кирпичами

Кремнеземистые кирпичи дешевле, но их коррозионная стойкость и термическая стабильность хуже. В печах с кислородным дутьем они быстро разрушаются, требуя частой замены, что в долгосрочной перспективе увеличивает затраты.

Сравнение с высокохромистыми кирпичами

Хотя высокохромистые кирпичи более коррозионностойки, они могут вызывать окрашивание стекла (например, пожелтение прозрачного стекла), тогда как AZS-кирпичи лишены этого недостатка и больше подходят для производства высококачественного стекла.

Перспективы развития

Снижение содержания стеклофазы и повышение характеристик
Оптимизация состава (например, уменьшение содержания стеклофазы) снижает выделение примесей при высоких температурах и увеличивает срок службы.

Экологичность и интеллектуальное производство
Разработка энергосберегающих технологий и внедрение IoT для мониторинга и обслуживания печей повышают безопасность и экономическую эффективность.

Благодаря коррозионной стойкости, термической стабильности и механической прочности огнеупорные кирпичи AZS стали незаменимым материалом для стекловаренных печей. По мере развития стекольной промышленности в направлении высоких температур, эффективности и экологичности совершенствование AZS-кирпичей будет способствовать прогрессу отрасли. В будущем сочетание материаловедения и технологий продолжит расширять сферы применения и улучшать характеристики AZS-кирпичей, обеспечивая устойчивое развитие стекольной промышленности.