Введение:
Технология кислородного сжигания стала стандартным оборудованием в современном стекольном производстве, особенно на линиях по производству высококачественного фотоэлектрического стекла, благодаря значительным преимуществам в энергоэффективности, сокращении выбросов и улучшении качества стекла. Однако кислородное сжигание также приводит к повышению рабочих температур и увеличению концентрации водяного пара и щелочных паров, что создает серьезные проблемы для традиционных огнеупорных материалов. Научный и точный подбор огнеупорных кирпичей имеет решающее значение для обеспечения длительного срока службы, низкого уровня дефектов и высокой эффективности полностью кислородных печей. В данном исследовании рассматривается, как компания Zhengzhou Chaoyu успешно разработала огнеупорное решение для полностью кислородной печи для производства фотоэлектрического стекла производительностью 800 тонн в сутки.
Основные проблемы, возникающие в условиях сжигания кислорода:
По сравнению с традиционными печами с подачей воздуха, огнеупоры в печах, работающих на кислороде, должны выдерживать следующие нагрузки:
1. Более высокие температуры: Повышенные температуры пламени предъявляют более строгие требования к сопротивлению ползучести и коррозионной стойкости огнеупорных материалов при высоких температурах.
2. Высокое парциальное давление водяного пара: Сгорание генерирует значительное количество водяного пара, что резко ускоряет эрозию кислых огнеупорных материалов, таких как кремнеземные кирпичи.
3. Высокая концентрация паров щелочей: Летучие пары щелочей, такие как NaOH, циркулируют при высоких температурах, вызывая сильную эрозию верхних конструкций и материалов коронки.
4. Атмосферные колебания: Они оказывают большее влияние на огнеупоры, содержащие элементы с переменной валентностью, такие как оксид железа (Fe₂O₃), потенциально влияя на цвет стекла или вызывая образование пузырьков.
Стратегия индивидуального выбора материалов в компании Zhengzhou Chaoyu:
Для решения этих задач мы внедрили в рамках данного проекта стратегию подбора материалов с учетом специфики зоны и выбора лучших из лучших:
1. Зона больших арок (вершин арок): замена силикатных кирпичей на современные плотные огнеупоры. Проблема: традиционные силикатные кирпичи образуют силикагель под высоким парциальным давлением пара, что приводит к быстрой эрозии при плавлении и разрушению конструкции.
Наше решение: высококачественные спеченные α-β-алюминиевые кирпичи.
Логика выбора материалов:
Исключительная чистота и огнеупорность: состоит преимущественно из Al₂O₃ без SiO₂, что принципиально предотвращает эрозию паром.
Превосходная устойчивость к ползучести при высоких температурах: минимальная деформация при длительном воздействии высоких температур и нагрузок, обеспечивающая структурную стабильность большой перемычки.
Исключительная устойчивость к воздействию паров щелочей: Высокая устойчивость к эрозии под воздействием паров щелочей, таких как NaOH.
Решение: Для пролета длиной 13,4 метра мы выбрали высокочистые α-β-глиноземные кирпичи с превосходной высокотемпературной стабильностью, что гарантирует безопасность и долговечность арочной конструкции увеличенных размеров.
2. Критические зоны расплавленного бассейна (стенки бассейна, загрузочный патрубок, зона электрода): Задача обеспечения максимальной стойкости к эрозии: прямой контакт с высокотемпературным расплавом стекла, подверженным интенсивной химической коррозии и механической эрозии.
Наш выбор: плавленые кирпичи AZS без хрома (тип 41).
Логика выбора материалов:
Непревзойденная устойчивость к эрозии расплавленным стеклом: включение ZrO₂ образует прочный, устойчивый к эрозии слой.
Экологически чистая формула без хрома: исключает потенциальное загрязнение шестивалентным хромом, содержащимся в хромированных кирпичах, что соответствует тенденциям «зеленого» производства и особенно подходит для сверхпрозрачного фотоэлектрического стекла.
Превосходные характеристики при высоких температурах и устойчивость к эрозии: специально разработан для самых сложных условий эксплуатации, таких как загрузочные отверстия, каналы подачи и зоны перегрева на стенках резервуаров.
3. Верхняя конструкция (перегородка, тигель, горелка): баланс между устойчивостью к эрозии и стоимостью.
Задача: воздействие высокотемпературных паров щелочей и пыли, но без прямого контакта с расплавленным стеклом.
Наше решение: высококачественные спеченные циркониевые кирпичи в сочетании с высокочистыми магнезиально-глиноземными шпинельными кирпичами.
Логика выбора материалов:
Циркониевый кирпич: обладает превосходной устойчивостью к воздействию щелочных паров и высокой термостойкостью, идеально подходит для парапетов и подобных сооружений.
Магнезиально-глиноземные шпинелевые кирпичи: обеспечивают превосходную термостойкость и устойчивость к щелочной эрозии, обладают большей экономической эффективностью, чем кирпичи из оксида алюминия, и подходят для вторичных критических зон.
4. Камера аккумулирования тепла (канального типа в печах, работающих на кислороде):
Проблема: длительное воздействие высоких температур и химической коррозии.
Наше решение: многослойная композитная конструкция, сочетающая высокоглиноземистые кирпичи, магнезиальные кирпичи и магнезиально-глиноземистые шпинельные кирпичи для достижения максимального баланса между производительностью и стоимостью.
Результаты проекта и ценность для клиента:
Благодаря вышеописанному научному и систематическому подходу к выбору материалов, эта печь с полностью кислородным сжиганием производительностью 800 тонн в сутки достигает следующих результатов:
Ожидаемое увеличение срока службы печи: прогнозируемый срок эксплуатации превышает традиционные схемы выбора материалов более чем на 151 тонну на 3 тонны.
Улучшение качества стекла: эффективно уменьшает дефекты, такие как шлаковые включения и пузырьки, вызванные эрозией огнеупорного материала, повышая выход фотоэлектрического стекла и светопропускание.
Повышенная стабильность работы: минимизирует риски незапланированных остановок из-за преждевременного разрушения огнеупорных материалов в источнике, обеспечивая непрерывное производство для клиентов.
Оптимизация затрат на протяжении всего жизненного цикла: хотя первоначальные инвестиции несколько выше, увеличенный срок службы и снижение затрат на техническое обслуживание обеспечивают превосходную окупаемость инвестиций.
Заключение:
Выбор огнеупорных материалов для печей с полностью кислородным сжиганием — это точная наука. Используя глубокие знания в области материаловедения и обширный опыт в области стеклования, компания Zhengzhou Chaoyu предлагает комплексные, экономически эффективные и долговечные решения по выбору огнеупорных материалов для печей с полностью кислородным сжиганием, адаптированные под глобальные потребности. Мы не просто поставщики, а стратегические партнеры, стремящиеся продлить срок службы печей и обеспечить их эффективную работу.