Vezměme si jako příklad plavené sklo. Mezi tři hlavní tepelná zařízení ve výrobě skla patří pec na tavení plaveného skla, cínová lázeň s plaveným sklem a žíhací pec na sklo. V procesu výroby skla je pec na tavení skla zodpovědná za tavení směsi na sklovinu a její čiření, homogenizaci a ochlazování na teplotu potřebnou pro tváření. Cínová lázeň je klíčovým zařízením pro tváření skla. Sklovinná tekutina o teplotě 1050~1100 °C proudí z průtokového kanálu na povrch cínové tekutiny v cínové lázni. Sklovinná tekutina se na povrchu cínové lázně zplošťuje a leští a je řízena mechanickým tahem, bočními kryty a bočními tažnými stroji, aby se vytvořil skleněný pás požadované šířky a tloušťky. Cínovou lázeň opouští, když se postupně ochlazuje na 600 °C během dopředného procesu. Funkcí žíhací pece je eliminovat zbytkové napětí a optickou nehomogenitu plaveného skla a stabilizovat vnitřní strukturu skla. Nepřetržitý skleněný pás s teplotou okolo 600 °C, která vzniká v cínové lázni, vstupuje do žíhací pece přes přechodový válečkový stůl. Všechna tato tři hlavní tepelná zařízení vyžadují žáruvzdorné materiály. Pro zajištění normálního a stabilního provozu sklářské tavicí pece je její podpůrný materiál neoddělitelný od různých žáruvzdorných materiálů. Následuje 9 typů žáruvzdorných materiálů běžně používaných ve sklářských tavicích pecích a jejich vlastnosti:
Křemičité cihly pro sklářské pece:
Hlavní složky: oxid křemičitý (SiO2), jehož obsah musí být vyšší než 94 %. Provozní teplota: nejvyšší provozní teplota je 1600~1650 °C. Vlastnosti: dobrá odolnost vůči erozi kyselou struskou, ale nízká odolnost vůči erozi alkalickým odlétajícím materiálem. Používá se hlavně pro zdění velkých oblouků, náběhových stěn a malých pecí.
Šamotové cihly pro sklářské pece:
Hlavní složky: Al2O3 a SiO2, obsah Al2O3 je mezi 30 % a 45 %, SiO2 je mezi 51 % a 66 %. Provozní teplota: nejvyšší provozní teplota je 1350 až 1500 °C. Vlastnosti: Jedná se o slabě kyselý žáruvzdorný materiál s dobrou žáruvzdorností, tepelnou stabilitou a nízkou tepelnou vodivostí. Používá se hlavně pro zdivo dna pecní lázně, stěny pracovní části a chodby lázně, stěny, oblouku, spodních rýhovaných cihel a kouřovodu tepelného akumulačního prostoru.
Vysoce hliníkové cihly pro sklářské pece:
Hlavní složky: SiO2 a Al2O3, ale obsah Al2O3 by měl být vyšší než 46 %. Provozní teplota: Maximální provozní teplota je 1500~1650 ℃. Vlastnosti: Dobrá odolnost proti korozi a odolává korozi způsobené kyselými i alkalickými struskami. Používá se hlavně v komorách pro akumulaci tepla a také jako žáruvzdorné příslušenství pro pracovní bazény, materiálové kanály a podavače.
Mullitové cihly:
Hlavní složkou mullitových cihel je Al₂O₃, jehož obsah je asi 75 %. Protože se jedná převážně o krystaly mullitu, nazývá se mullitovými cihlami. Hustota je 2,7–3,2 g/cm⁻³, otevřená pórovitost 1–12 % a maximální provozní teplota je 1500–1700 °C. Slinutý mullit se používá hlavně pro zdění stěn tepelných akumulačních komor. Tavený mullit se používá hlavně pro zdění stěn bazénů, pozorovacích otvorů, opěrných zdí atd.
Tavené zirkoniumkorundové cihly:
Tavené zirkoniově korundové cihly se také nazývají cihly z bílého železa. Obecně se tavené zirkoniově korundové cihly dělí do tří tříd podle obsahu zirkonia: 33 %, 36 % a 41 %. Zirkoniově korundové cihly používané ve sklářském průmyslu obsahují 50 % až 70 % Al2O3 a 20 % až 40 % ZrO2. Hustota je 3,4 až 4,0 g/cm3, zdánlivá pórovitost je 1 % až 10 % a maximální provozní teplota je asi 1700 °C. Tavené zirkoniově korundové cihly s obsahem zirkonia 33 % a 36 % se používají k stavbě stěn bazénů pecí, stěn předhozů plamenného prostoru, malých větracích otvorů pecí, malých plochých oblouků pecí, malých komínů pecí, oblouků jazyků atd. Tavené zirkoniově korundové cihly s obsahem zirkonia 41 % se používají k stavbě rohů stěn bazénů, průtokových otvorů a dalších částí, kde sklovina nejvíce eroduje a koroduje žáruvzdorné materiály. Tento materiál je nejrozšířenějším žáruvzdorným materiálem pro tavené lití ve sklářském průmyslu.
Tavené hliníkové cihly:
Jedná se především o žáruvzdorné cihly z taveného α, β a β korundu, které se skládají převážně z 92 % až 94 % krystalické fáze korundu Al2O3, mají hustotu 2,9 až 3,05 g/cm3, zdánlivou pórovitost 1 % až 10 % a maximální provozní teplotu okolo 1700 °C. Tavený oxid hlinitý má vynikající odolnost vůči pronikání skla a téměř žádné znečištění skloviny. Široce se používá ve stěnách pracovní části bazénu, dně bazénu, průtokových kanálech, stěnách materiálových kanálů pracovní části bazénu, dně materiálových kanálů bazénu a dalších částech sklářské tavicí pece, které přicházejí do styku se sklovinou tekutinou a nevyžadují žádnou žáruvzdornou kontaminaci.
Křemenné cihly:
Hlavní složkou je SiO2, který obsahuje více než 99 %, s hustotou 1,9~2 g/cm3, žáruvzdorností 1650 ℃, pracovní teplotou přibližně 1600 ℃ a odolností proti erozi kyselinami. Používá se k výrobě stěn bazénu z kyselého bórového skla, cihel s otvory pro termočlánky v prostoru pro plamen atd.
Alkalické žáruvzdorné materiály:
Alkalické žáruvzdorné materiály se vztahují především na magneziové cihly, hlinito-magneziové cihly, magneziovo-chromové cihly a forsteritové cihly. Jejich vlastnosti spočívají v odolnosti vůči erozi alkalických materiálů a jejich žáruvzdornost je 1900~2000 °C. Široce se používají v horní stěně regenerátoru sklářské pece, v oblouku regenerátoru, mřížkovém tělese a v konstrukci malých částí pece.
Izolační cihly pro sklářské pece:
Plocha odvodu tepla sklářské tavicí pece je velká a tepelná účinnost nízká. Aby se ušetřila energie a snížila spotřeba, je pro komplexní izolaci zapotřebí velké množství izolačních materiálů. Zejména stěna bazénu, dno bazénu, oblouk a stěna v regenerátoru, tavicí části, pracovní části atd. by měly být izolovány, aby se snížil odvod tepla. Pórovitost izolační cihly je velmi velká, hmotnost velmi nízká a hustota nepřesahuje 1,3 g/cm3. Vzhledem k velmi nízkému přenosu tepla vzduchem má izolační cihla s velkou pórovitostí izolační účinek. Její koeficient tepelné vodivosti je 2–3krát nižší než u běžných žáruvzdorných materiálů, takže čím větší je pórovitost, tím lepší je izolační účinek. Existuje mnoho různých typů izolačních cihel, včetně hliněných izolačních cihel, křemičitých izolačních cihel, izolačních cihel s vysokým obsahem oxidu hlinitého a tak dále.
Čas zveřejnění: 25. dubna 2025
