50多年来，我国玻璃窑炉用耐火材料经历了从无到有、从小到大的发展过程，改革开放以来进步尤为显著。目前，耐火材料的品种、质量、数量、生产技术和设备水平，以及熔炉耐火材料的合理选择和配置都取得了很大进展。基本实现了配套设施的国产化，与国际先进水平的差距正在缩小，炉龄和玻璃质量逐步提高。随着玻璃熔窑技术的进步，如何适应耐火材料并尽快赶上国际先进水平仍然十分艰巨。本文简要回顾了我国玻璃窑炉用耐火材料的发展历史，并对今后的发展提出了一些设想。

1.中国玻璃窑炉用耐火材料的发展历程

我国玻璃窑炉用耐火材料的发展大致经历了两个阶段。

第一阶段：研发新品种，填补国内空白。建设一批玻璃窑炉耐火材料专业生产厂，形成一定规模的生产能力，替代进口，满足需求。

中华人民共和国成立初期，中国的玻璃工业非常落后，生产工厂很少。1949年，平板玻璃的年产量只有107.7万标准箱。质量差，炉龄短。所使用的铸造耐火材料主要从前苏联进口。1955年，该项目开始开发熔融铸造莫来石砖，并于1957年成功开发。1958年，沈阳耐火材料厂批量生产熔融铸造莫来石砖，部分替代进口。其他硅砖、高铝砖和粘土砖均依赖冶金耐火材料企业供应，没有自己的专业生产厂。此时，大中型玻璃熔炉的炉龄一般为1.5至2.5年。1971年，中国第一条浮法玻璃生产线在洛阳玻璃厂建成。此后，通辽、南宁等地已建成浮法玻璃生产线60多条。浮法炉型比较大（目前中国为400-600吨t/d），玻璃质量高，炉龄长。因此，对耐火材料的要求相应增加。有一段时间，国内生产的耐火材料无法满足需求，大量从国外进口，耗费了大量外汇。通过国家重点科学技术研究和引进国外关键生产设备及相关技术，取得了很大的进步。所需品种基本齐全，已建成一批专业生产厂，耐火材料国产化基本实现。成功开发的耐火材料新品种包括：33#、36#、41#氧化锆刚玉砖、α-，直接与镁铬砖、镁橄榄石砖、镁氧化锆砖、系列锆石砖、锆石刚玉砖、硅线石砖、莫来石砖、低孔隙率粘土砖、罐底大砖、锆不定形耐火材料顶砖等相结合，已形成一定规模的生产能力，且部分产品质量已接近国外同类产品的水平。它们都是熔炼炉合理选择和配置耐火材料有准备的条件。同时，针对开发的新型耐火材料制定了产品标准，研究了其性能的测试方法，并制定了相应的标准，为产品质量控制提供了依据。
此外，以耐火材料的生产和使用为重点，结合国家重点科技项目，开展了应用基础理论研究。如：耐火材料的微观结构、熔铸锆刚玉耐火材料的玻璃相、熔铸锆石刚玉砖中ZrO2的相变温度、熔铸刚玉砖的偏析机理、屋顶硅砖的相变、耐火材料在使用过程中的损坏机理等。这对耐火材料的生产和使用具有一定的指导意义。

第二阶段：合理选择和配置熔炉各部分的耐火材料，以匹配各部分耐火材料的使用寿命，熔炉的使用年限和相关技术经济指标先进，成本经济合理。

在玻璃窑所需耐火材料品种基本齐全，并已建成一批专业生产厂房基本满足使用要求的前提下，窑炉各部位耐火材料合理配置的条件已经成熟。中心的发展阶段已经到来。这一阶段的主要特点是：从过去开发新型耐火材料和填补国内空白的研究方向，到研究生产技术、设备和控制，提高和稳定产品质量以满足匹配的需要。新型耐火材料的使用过去曾部分尝试用于研究新型优质耐火材料在整个窑炉中的合理配置及其配套技术，以延长窑炉寿命，提高各项技术经济指标。这是

在“八五”和“九五”国家重点科技攻关项目的选题中得到了充分体现。如：设立多项专题，研究大型浮法玻璃熔窑、大型日用玻璃熔窑和显像管玻璃熔窑耐火材料的品种及应用技术；以及用于熔化和铸造耐火材料的耐火异型电弧炉的精密加工。还设立了熔铸耐火材料设备和退火设备的研究专题。此外，还对熔铸耐火材料熔化过程的计算机控制、配料系统的计算机控制以及熔铸锆刚玉耐火材料微观结构的改善进行了研究，大部分都取得了成果。

并在生产中使用，效果良好。

结合通辽玻璃厂综合节能技术改造项目，引进国外窑炉设计技术，开展大型浮法玻璃窑炉耐火材料配套应用开发研究。生产、使用、科研、设计等部门紧密配合，利用耐火材料的最新科技成果，确保质量稳定可靠。在耐火材料基本国产的前提下，熔窑的炉龄达到了近5年半，是当时国内最好的水平。

由于炉膛各部位的工作环境不同，耐火材料的损坏方式和程度也不同。因此，必须合理选择和配置熔炉各部分的耐火材料。这是一项复杂的任务，需要大量的工作和丰富的经验积累，需要各部门的密切配合。特别是要及时解决造成炉膛冷修的耐火材料薄弱环节，不断提高配套技术水平。所谓配套技术，主要是对耐火材料的物理化学性能、微观结构和使用性能、炉膛各部分的运行环境和相关工艺参数、使用过程中的损伤机理以及不同类型耐火材料之间的反应进行深入研究，在此基础上，正确选择和匹配耐火材料，使炉膛各部分达到最佳使用效果。
我们用了30多年的时间完成了第一阶段的任务，基本实现了熔炉耐火材料的国产化。我国玻璃窑炉耐火材料体系已初步形成。在此基础上，20世纪80年代末进入了以合理选择和配置熔炉耐火材料为中心的第二个发展阶段。如果这个阶段是以炉龄和各种技术经济指标来衡量的，那么还有很长的路要走。

两项未来任务

玻璃窑炉耐火材料的未来发展主要基于以下两个方面

1.玻璃行业发展的需要

玻璃窑炉耐火材料的根本任务是最大限度地满足玻璃工业发展的需要，并适当地向前发展。不断提高熔融玻璃质量、节约能源、延长窑炉寿命一直是玻璃行业和耐火材料行业共同努力的方向。近年来，为了保护环境，人们非常重视减少NOx和灰尘等污染物的排放。

为了提高玻璃的熔化质量，从耐火材料的角度来看，有必要最大限度地减少由耐火材料引起的玻璃缺陷，如石头、气泡和波浪。玻璃中的部分缺陷来自耐火材料，一些缺陷往往来自耐火材料如气泡。虽然玻璃石有三种类型，即：粉末石、耐火石和失透石，但当材料选择或配置不当，或耐火材料的质量不符合要求时，耐火石成为主要类型。因此，有必要根据熔炉各部分的操作环境选择和配置最合适的耐火材料，提高现有耐火材料的质量，开发新品种，不断提高熔融玻璃的质量。

氧燃料燃烧技术在玻璃窑炉中的应用进展迅速。这是因为全氧燃烧可以减少NOx排放，减少灰尘和燃烧废气，保护环境，节约能源，增加玻璃产量，提高玻璃质量。从熔窑的结构上看，可以省去蓄热器，既节省了建窑的投资，又消除了使用镁铬砖造成的铬污染。炉膛采用全氧燃料燃烧技术，优点明显。然而，它也带来了一些新的问题，例如耐火材料的问题。由于炉膛采用氧气燃烧技术，空气中没有氮气来稀释上部火焰空间。燃烧产物中的水蒸气浓度是传统空气燃烧的3倍，碱蒸气的体积浓度可以提高3-6倍。水蒸气和氧气氢氧化钠蒸气反应生成氢氧化钠蒸气，大大加剧了上部结构硅砖的侵蚀。据介绍，某钠钙玻璃窑采用氧燃料燃烧技术后，仅用2年时间，熔化部分顶部硅砖的侵蚀深度就达到150毫米。此外，大量的水蒸气会增加溶解在熔融玻璃中的OH浓度，降低熔融玻璃的粘度和表面张力，加速Na2O和K2O向熔铸锆刚玉砖中的扩散和渗透，增加侵蚀。因此，玻璃熔窑采用氧燃料燃烧技术后，上部结构中的耐火材料和与熔融玻璃接触的部分会加剧损坏。选择什么材料几乎成了问题

在过去的一年里，关于一个热点的报道很多，中国建材研究院也在关注这方面的工作。

延长玻璃熔窑的使用寿命，使其尽快达到国际先进水平，是玻璃和耐火材料工作者追求的另一个目标。经过艰苦努力，我国大型浮法玻璃熔窑的炉龄已达5至6年，目前正在向8年以上迈进。为此，中国建材研究院在通辽靶窑冷修过程中进行了分析。结合国内外砖料检测结果，综合分析了基本使用国产耐火材料将窑龄延长至8年以上的可行性，结论是肯定的。还有很多工作要做
2耐火材料自身发展的需要

为了适应玻璃熔窑技术进步的需要，耐火材料还应立足自身发展深入开展工作，稳定和提高现有产品的质量，研发新品种，提高系列化水平，进一步研究耐火材料的评价技术。建立耐火材料生产过程和使用过程损伤机理的数学模型，提高窑炉耐火材料配套技术水平，结合国情，逐步建立具有中国特色的高水平玻璃窑炉耐火材料体系。

稳定和提高现有耐火材料产品的质量仍然是当务之急。一方面，要加强产品质量管理和生产过程控制；另一方面，对生产工艺进行深入系统的基础研究，采用高科技手段对传统生产工艺进行改造。例如，熔融铸造耐火材料，通过国家重点科技攻关，一些工厂实现了对熔融过程电气参数、进料量、进料时间和间隔等的计算机控制，并实现了计算机配料。批次和熔体可以离线快速分析。它保证了产品化学成分的稳定性，减少了人为因素的影响。此外，应研究熔融过程的反应动力学，提高产物的氧化程度，提高玻璃相的渗出温度，降低气泡沉淀速率。

化学材料的微观结构优化了产品的质量。有必要研究铸件退火过程中产生裂纹的原因，最大限度地减小应力，提高产量和使用效果。某些烧结耐火材料在1450℃以下具有良好的抗玻璃腐蚀性能，但气泡析出率高。应研究开发低气泡率的国外锆石砖，以扩大材料选择范围，降低窑炉建设成本。研究材料在使用过程中的损伤机理和评估技术也是非常必要的。需要指出的是，与熔融玻璃和炉膛上部空间接触的耐火材料的损伤评估技术不完善，挥发性蒸汽的腐蚀测试方法也不规范。该方法对氧燃料炉上部空间耐火材料的评价具有重要意义。耐火材料综合定量评价技术可以为提高耐火材料质量、研发新品种以及合理选择和配置炉材提供重要依据。应加强这方面的工作。