玻璃是通过熔化、成型和冷却的许多过程制造的。熔化装置是一个玻璃熔化炉，根据玻璃的类型，它在大约1400-1600°C的高温下运行。此外，玻璃的组成涉及许多方面，如钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃、无碱玻璃和铅玻璃。因此，玻璃熔炉中使用的耐火材料在对熔融玻璃的耐高温腐蚀性、熔融玻璃的污染性和熔炉结构的稳定性方面是非常重要的。选择合适的耐火材料对玻璃的质量、成本和使用寿命有很大影响。因此，耐火材料的选择是一个重要的技术问题，也必须考虑耐火材料的技术改进。

1简介

建筑和汽车用平板玻璃、显示设备用玻璃基板、显示器专用玻璃、太阳能玻璃、饮料容器用玻璃瓶、纤维玻璃、搪瓷、物理化学、医用玻璃、照明玻璃，甚至装饰玻璃等，从民生到工业，玻璃正被大量使用。

玻璃是通过熔化、成型和冷却的许多过程制造的。熔化装置是一个玻璃熔化炉，根据玻璃的类型，它在大约1400-1600°C的高温下运行。此外，玻璃的组成涉及许多方面，如钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃、无碱玻璃和铅玻璃。因此，玻璃熔炉中使用的耐火材料在对熔融玻璃的耐高温腐蚀性、熔融玻璃的污染性和熔炉结构的稳定性方面是非常重要的。选择合适的耐火材料对玻璃的质量、成本和使用寿命有很大影响。因此，耐火材料的选择是一个重要的技术问题，也必须考虑耐火材料的技术改进。

另一方面，以地球环境保护和能源价格为契机，我们最近对玻璃熔炉进行了技术改进，并取得了巨大成果。

本文介绍了玻璃熔炉中使用的耐火材料的材料和特性，熔融玻璃对耐火材料的侵蚀，熔融玻璃的污染，以及最合适的玻璃瓶熔炉设计的模拟结果。

2玻璃熔窑及耐火材料的发展历程

日本每年生产约400万吨玻璃，平板玻璃和玻璃瓶占总产量的80%。随着CRT显示器产量的迅速下降，用于液晶和等离子体显示器的玻璃基板已经大量生产。

玻璃熔窑的进步离不开耐火材料的发展。1926年，美国研制出铝硅熔耐火砖，带来了玻璃熔制技术的革命。20世纪30年代末，美国和法国开发了铝锆硅（AZS）熔凝耐火砖，为玻璃熔炉的长寿命和玻璃质量的提高做出了巨大贡献。将氧化法引入熔凝耐火砖的生产和熔炼过程中，开发出33%～41%的AZS。20世纪80年代，日本开发了ZrO2含量超过90%的高锆熔凝耐火砖。由于其具有良好的耐腐蚀性和对熔融玻璃的污染性能，被广泛用于制造高质量玻璃。

玻璃熔窑包括日熔量为数吨的坩埚窑和日熔量数百吨的连续生产槽窑。根据燃烧方式的不同，可分为立式火焰窑和卧式火焰窑。

出于环境保护的目的，氧燃料燃烧窑已经增加。氧气燃烧窑被广泛使用，因为它们可以节省能源并减少CO2、NOx和颗粒物的排放。

另一方面，助燃空气的量减少到大约1/4，并且废气中蒸发成分的浓度大大增加，这显著腐蚀了耐火材料。过去，大冰碛使用硅砖，而氧燃烧窑的大冰碛物使用熔窑砖。最近也有在上部结构中使用特殊烧结砖的例子。为了使腐蚀性废气通过氧燃料烟道，有时会使用高级耐火材料，如熔融耐火砖。

3熔融砖和h的电熔特性
3.1熔砖

目前，一般玻璃熔炉中使用的典型熔融耐火砖分为氧化铝、氧化铝、氧化锆、二氧化硅和氧化锆。表2显示了代表性的化学成分、玻璃相量、玻璃渗出量和适用部分。此外，各种熔融耐火砖相对于苏打玻璃的侵蚀量与温度之间的关系如图1所示。

表2。熔接砖的典型质量示例

图1。每种熔融砖和钠钙玻璃的温度与侵蚀的关系

氧化铝有两种产品：α/β-氧化铝和β-氧化铝。α/β-氧化铝具有锆两种晶体的致密结构，具有良好的耐碱性。与AZS相比，其在1350℃以上的高温下的耐腐蚀性相对较差，在1350℃以下的温度下具有耐腐蚀性。同性。此外，即使与熔融玻璃接触，也很少产生气泡和杂质，并且对熔融玻璃的污染很小。因此，在工作段和前炉中使用α/β-氧化铝。β-氧化铝是一种与锆交联的柱状晶体结构，具有良好的热剥离性和耐碱性，可用于上层结构。

根据氧化锆含量的33%-41%，氧化铝、氧化锆和氧化硅可分为三大部分。如图1所示，氧化锆含量越高，耐腐蚀性越高。一般来说，33%的AZS用于上部结构和底层，35%的AZS用作大型砖，41%的AZS用在液腔和其他腐蚀严重的部位。然而，AZS耐火材料加热到1400°C以上后，玻璃会挤出并渗出到砖的外部。这种渗出的玻璃相将污染玻璃液体，并成为玻璃缺陷（如气泡、肋条和线条）的原因。基于这种现象，有必要在窑炉的设计和运行中采取相应的措施。最近，为了减少玻璃渗出的量并改善高温下的蠕变特性，已经开发并大量使用了具有高SiO2/Na2O玻璃相或减少量的新产品。

90%以上的氧化锆晶体和由少量玻璃相组成的高氧化锆熔砖（ZFC，ZFCR）含有大量具有优异耐腐蚀性的ZrO2。因为玻璃较少，所以它具有良好的耐腐蚀性和较少的气泡。

3.2高氧化锆熔凝耐火砖的特性

在上述高氧化锆电铸砖中，存在具有ZFC（约95%的ZrO2）和高电阻特性的ZFCR。广泛应用于高氧化锆熔耐火砖的ZFC和AZS，特别介绍了41%AZS熔耐火砖具有优异耐腐蚀性的特点。

首先介绍各种玻璃的耐腐蚀性（耐玻璃侵蚀性）。表3（1）显示了用于腐蚀试验的玻璃成分；表3（2）显示了腐蚀试验的结果。硼硅酸盐玻璃和铝硅酸盐玻璃对ZFC的腐蚀很小，具有良好的耐腐蚀性。图2显示了硼硅酸盐玻璃腐蚀试验后界面的微观观察结果。在ZFC的横截面中没有反应层。ZrO2通过溶解和扩散而被侵蚀。这是一个平滑的损伤。可以推断，在玻璃中制造石头是很困难的。另一方面，41%的AZS具有完全不同的反应层，并且可以观察到ZrO2颗粒在玻璃的横截面中分离并脱落。如果ZrOz颗粒溶解和扩散不完全，石头缺陷可能

镁砖以前用于​​芒硝的盐固化和液化，但由于环保原因，它们现在被氧化镁和尖晶石砖所取代，并显示出良好的实际效果。在欧洲，氧化镁和尖晶石砖广泛应用于该领域。

4.2特种砖

代表性的特种砖有锆石、氧化铝、锆石、硅线石、纯尖晶石、莫来石砖和致密卡拉梅尔砖。表6描述了其质量示例。

金刚石砖是在高温下稳定的酸性砖。它主要用于硼硅酸盐玻璃窑。锆石的分解约为1540%：开始时要缓慢，因为体积膨胀会引起剥落，所以要特别注意操作。氧化铝和锆石砖具有良好的耐碱性和耐热剥离性，主要用于炉膛前墙和后墙的上部结构和辅助底部。采用高纯度原料制成的硅线石砖具有良好的耐腐蚀性和耐污染性.