Am Beispiel von Floatglas sind die drei wichtigsten thermischen Anlagen in der Glasproduktion der Floatglasschmelzofen, das Floatglas-Zinnbad und der Glasglühofen. Im Glasherstellungsprozess schmilzt der Glasschmelzofen die Ausgangsstoffe zu Glasflüssigkeit, klärt, homogenisiert und kühlt diese auf die für die Formgebung erforderliche Temperatur ab. Das Zinnbad ist das wichtigste Gerät für die Glasformung. Die Glasflüssigkeit fließt mit einer Temperatur von 1050–1100 °C aus dem Fließkanal zur Oberfläche der Zinnflüssigkeit im Zinnbad. Die Glasflüssigkeit wird auf der Oberfläche des Zinnbads geglättet und poliert und durch mechanisches Ziehen, Seitenschutzvorrichtungen und Seitenziehmaschinen kontrolliert, um ein Glasband der gewünschten Breite und Dicke zu bilden. Und es verlässt das Zinnbad, nachdem es während des Vorwärtsprozesses allmählich auf 600 °C abgekühlt ist. Die Funktion des Glühofens besteht darin, Restspannungen und optische Inhomogenitäten des Floatglases zu beseitigen und die innere Struktur des Glases zu stabilisieren. Das durch das Zinnbad erhitzte Glasband mit einer Temperatur von ca. 600 °C gelangt über den Übergangsrollgang in den Glühofen. Alle drei wichtigen thermischen Anlagen benötigen feuerfeste Materialien. Um einen normalen und stabilen Betrieb des Glasschmelzofens zu gewährleisten, ist die Verwendung verschiedener feuerfester Materialien unabdingbar. Im Folgenden werden neun Arten feuerfester Materialien, die üblicherweise in Glasschmelzöfen verwendet werden, und ihre Eigenschaften beschrieben:
Silicasteine für Glasöfen:
Hauptbestandteil: Siliziumdioxid (SiO2), der Gehalt muss über 94 % liegen. Betriebstemperatur: Die höchste Betriebstemperatur liegt bei 1600–1650 °C. Eigenschaften: Gute Beständigkeit gegen saure Schlackenerosion, aber geringe Beständigkeit gegen alkalische Flugkorrosion. Wird hauptsächlich für Mauerwerk von großen Bögen, Brüstungsmauern und kleinen Öfen verwendet.
Schamottesteine für Glasöfen:
Hauptbestandteile: Al2O3 und SiO2, Al2O3-Gehalt 30–45 %, SiO2 51–66 %. Betriebstemperatur: Die höchste Betriebstemperatur liegt bei 1350–1500 °C. Eigenschaften: Es handelt sich um ein schwach saures Feuerfestmaterial mit guter Feuerfestigkeit, thermischer Stabilität und geringer Wärmeleitfähigkeit. Wird hauptsächlich für das Mauerwerk des Ofenbeckenbodens, der Beckenwand des Arbeitsteils und des Durchgangs, der Wand, des Bogens, der unteren Ziegelsteine und des Abzugs des Wärmespeicherraums verwendet.
Hochtonerdehaltige Steine für Glasöfen:
Hauptbestandteile: SiO2 und Al2O3, wobei der Al2O3-Gehalt über 46 % liegen sollte. Betriebstemperatur: Die maximale Betriebstemperatur beträgt 1500–1650 °C. Eigenschaften: Gute Korrosionsbeständigkeit, korrosionsbeständig gegen saure und alkalische Schlacken. Wird hauptsächlich in Wärmespeichern sowie als feuerfestes Zubehör für Arbeitsbecken, Materialkanäle und Zuführungen verwendet.
Mullitsteine:
Der Hauptbestandteil von Mullitsteinen ist Al2O3 mit einem Gehalt von etwa 75 %. Da es sich hauptsächlich um Mullitkristalle handelt, werden sie Mullitsteine genannt. Die Dichte beträgt 2,7–3,2 g/cm3, die offene Porosität 1–12 % und die maximale Betriebstemperatur 1500–1700 °C. Gesinterter Mullit wird hauptsächlich für das Mauerwerk von Wärmespeicherkammerwänden verwendet. Geschmolzener Mullit wird hauptsächlich für das Mauerwerk von Poolwänden, Beobachtungslöchern, Wandpfeilern usw. verwendet.
Geschmolzene Zirkonkorundsteine:
Geschmolzene Zirkonkorundsteine werden auch als Weißeisensteine bezeichnet. Geschmolzene Zirkonkorundsteine werden im Allgemeinen nach ihrem Zirkoniumgehalt in drei Qualitäten eingeteilt: 33 %, 36 % und 41 %. Die in der Glasindustrie verwendeten Zirkonkorundsteine enthalten 50–70 % Al2O3 und 20–40 % ZrO2. Die Dichte beträgt 3,4–4,0 g/cm3, die scheinbare Porosität 1–10 % und die maximale Betriebstemperatur ca. 1700 °C. Geschmolzene Zirkonkorundsteine mit einem Zirkoniumgehalt von 33 % und 36 % werden zum Bau von Ofenbeckenwänden, Flammenraumbrustwänden, kleinen Ofenexplosionslöchern, kleinen Ofenflachbögen, kleinen Ofenschornsteinen, Zungenbögen usw. verwendet. Geschmolzene Zirkonkorundsteine mit einem Zirkoniumgehalt von 41 % werden zum Bau von Beckenwandecken, Durchflusslöchern und anderen Teilen verwendet, an denen die Glasflüssigkeit die feuerfesten Materialien am stärksten erodiert und korrodiert. Dieses Material ist das am häufigsten verwendete geschmolzene feuerfeste Material in der Glasindustrie.
Steine aus geschmolzenem Aluminiumoxid:
Es handelt sich hauptsächlich um geschmolzene α-, β- und geschmolzene β-Korund-Feuerfeststeine, die hauptsächlich aus 92–94 % Al2O3-Korundkristallphase bestehen, eine Dichte von 2,9–3,05 g/cm3, eine scheinbare Porosität von 1–10 % und eine maximale Betriebstemperatur von ca. 1700 °C aufweisen. Geschmolzene Korundsteine sind sehr beständig gegen Glaspermeation und verursachen nahezu keine Verschmutzung der Glasflüssigkeit. Sie werden häufig in Arbeitsbeckenwänden, Beckenböden, Fließkanälen, Arbeitsmaterialkanal-Beckenwänden, Materialkanal-Beckenböden und anderen Teilen von Glasschmelzöfen verwendet, die mit der Glasflüssigkeit in Berührung kommen und keine feuerfeste Verschmutzung erfordern.
Quarzsteine:
Der Hauptbestandteil ist SiO2, das mehr als 99 % enthält, mit einer Dichte von 1,9 bis 2 g/cm3, einer Feuerfestigkeit von 1650 °C, einer Arbeitstemperatur von etwa 1600 °C und Säureerosionsbeständigkeit. Es wird zum Bau der Poolwand aus saurem Borglas, Flammenraum-Thermoelement-Lochsteinen usw. verwendet.
Alkalische Feuerfestmaterialien:
Alkalische Feuerfestmaterialien sind hauptsächlich Magnesiasteine, Aluminiumoxid-Magnesiasteine, Magnesia-Chromsteine und Forsteritsteine. Sie sind widerstandsfähig gegen die Erosion alkalischer Materialien und haben eine Feuerfestigkeit von 1900 bis 2000 °C. Sie werden häufig in der oberen Regeneratorwand von Glasschmelzöfen, im Regeneratorbogen, im Gitterkörper und in der Struktur kleiner Ofenteile verwendet.
Isoliersteine für Glasöfen:
Die Wärmeableitungsfläche eines Glasschmelzofens ist groß und der thermische Wirkungsgrad gering. Um Energie zu sparen und den Verbrauch zu senken, wird für eine umfassende Isolierung eine große Menge an Isoliermaterial benötigt. Insbesondere Beckenwände, Beckenboden, Gewölbe und Wände im Regenerator, Schmelzbereich, Arbeitsbereich usw. sollten isoliert werden, um die Wärmeableitung zu verringern. Isoliersteine haben eine sehr große Porosität, sind sehr leicht und haben eine Dichte von höchstens 1,3 g/cm³. Da die Wärmeübertragungsleistung von Luft sehr schlecht ist, haben Isoliersteine mit großer Porosität eine isolierende Wirkung. Ihr Wärmeleitkoeffizient ist zwei- bis dreimal niedriger als der von herkömmlichen feuerfesten Materialien. Je größer die Porosität, desto besser die Isolierwirkung. Es gibt viele verschiedene Arten von Isoliersteinen, darunter Ton-, Siliciumdioxid- und Aluminiumoxid-Isoliersteine usw.
Veröffentlichungszeit: 25. April 2025
