1. Temperatura e condições ambientais do regenerador
Quando a altura total H do corpo da grade e as temperaturas superior e inferior t1 e t0 na estrutura do regenerador e os parâmetros operacionais são determinados, a temperatura do gás de combustão ti em qualquer nível pode ser estimada de acordo com a seguinte fórmula, que pode ser usada como uma das bases para selecionar materiais refratários.
Portanto, a seleção de materiais refratários para o regenerador deve atender às seguintes condições:
(1) Alterações no ciclo de temperatura;
(2) Efeito de oxidação/redução;
(3) Erosão por mosca sólida;
(4) O efeito de partículas voláteis e condensado.
Para o material refratário do corpo da grade, também é necessário ter um bom valor de troca de calor para atender às necessidades de eficiência térmica do corpo da grade.
2. Seleção razoável de materiais refratários
1. Camada superior do corpo da grade
A queda de temperatura por metro no regenerador é geralmente de 80-100 graus, e a temperatura mais alta no topo do corpo da grade atinge 1380-1400 graus. Na camada superior do corpo da rede a uma temperatura acima de 1300 graus, é aconselhável usar alta pureza diretamente ligadatijolos de magnésia. Este tijolo é queimado em alta temperatura (1780-1800 grau) com areia fundida de alta pureza. O conteúdo de CaO, SiO2 e Fe2O3 é baixo, e o periclásio é ligado diretamente. É difícil para a fase gasosa e a fase líquida entrarem no tijolo. O corpo do tijolo tem forte resistência à corrosão e pode reduzir o fenômeno de cobertura do pó de ligação de superfície.
Como o SiO2 no material voador entrará gradualmente nas rachaduras do corpo do tijolo e mudará a proporção CaO/SiO2 da parte da matriz, diopsídio de fase de baixa fusão CMS2, escapolita de magnésio C2MS2, forsterita M2S e rodonita de magnésio C3MS2 serão formados, resultando em um grande efeito de volume. Cristais de periclita também podem crescer gradualmente sob a ação do vapor alcalino, fazendo com que o corpo do tijolo rache, quebre e descasque, encurtando a vida útil do corpo do tijolo.
Em uma atmosfera não redutora fraca, o vanadato de cálcio está na fase líquida, que penetra no tijolo para promover o crescimento de cristais de periclásio e também faz com que o corpo do tijolo se deforme.
2. Camada intermediária da rede
A temperatura da camada intermediária da treliça é de cerca de 800-1100 graus, e materiais refratários de magnésia-cromo, forsterita e magnésia-alumina podem ser selecionados. Materiais de magnésia-alumina têm forte resistência à erosão por sulfato, mas são caros. Este tipo de material refratário ainda não foi amplamente utilizado na China. A temperatura de uso de tijolos de forsterita não deve exceder 1050 graus, e eles são usados na zona de baixa temperatura da camada intermediária.
Há um fenômeno de liquefação e solidificação repetidas de sulfato na camada intermediária da rede. Isso é causado pelo catalisador de craqueamento da cadeia de carbono V2O5 residual no óleo pesado, que transforma SO2 no gás de combustão em SO3 e corrói gradualmente os refratários da rede. Sua expansão de solidificação pode causar danos de fragilização por estresse correspondentes à estrutura do tijolo.
Acima de 1000 graus, o sulfato reagirá com MgSO4 para formar NaxMg(yS2O2)2, e a intensidade da reação aumentará com o aumento da razão Na2O/SO3. Para melhorar a resistência à corrosão dos tijolos de magnésia-cromo, o teor de Cr2O3 deve ser aumentado o máximo possível, e o grau de ligação direta da fase mineral deve ser aumentado para que o espinélio de cromo envolva as partículas de periclásio, o que pode estender sua vida útil.
3. A camada inferior da rede e outras partes
A temperatura da camada inferior da rede está abaixo de 800 graus, e a corrosão química é fraca, mas o peso total de uma rede regeneradora é de pelo menos 40-50t, e a carga unitária da camada inferior da rede é tão alta quanto 8-10t/m2. Além disso, há a necessidade de usar o método da chama para derreter e limpar a rede. Portanto, é aconselhável usar tijolos de argila de baixa porosidade de alta qualidade com forte resistência à fluência e boa resistência ao choque térmico. Para evitar a reação de contato entre tijolos alcalinos e tijolos de argila, tijolos de alta alumina podem ser usados como uma camada de transição entre as camadas média e inferior da rede.
Outras partes do regenerador incluem o topo da coroa, paredes laterais e coroa da grelha, onde os materiais refratários são relativamente fracos na erosão. Geralmente, o topo do arco do regenerador é feito de tijolos de sílica de alta qualidade, e as paredes laterais são divididas em três partes. A parede do regenerador no espaço superior do corpo da treliça é feita de tijolos de sílica de alta qualidade, e a parede alvo também pode ser feita de tijolos de magnésia-cromo diretamente ligados. Da parte acima da barra da grelha até a superfície superior do corpo da grelha, a melhor solução é usar o mesmo material do corpo da grelha na mesma seção de altura, o que pode estender a vida útil da parede. Outra solução é usar tijolos alcalinos ou tijolos de magnésia-cromo diretamente ligados que são um nível mais baixo do que o material do corpo da grelha correspondente na seção superior, tijolos de magnésia-cromo diretamente ligados na seção do meio, tijolos de argila de baixa porosidade na seção inferior e tijolos de argila de primeiro nível abaixo da barra da grelha. O arco de grade geralmente usa tijolos de argila de baixa porosidade e também pode usar material fundido AZS com arcos de proteção de argila.
3. Forma estrutural do corpo da rede
No forno de fusão de vidro, o corpo da treliça do regenerador é geralmente disposto em estilos Siemens e de tecelagem de cesta com tijolos retos. No entanto, os furos da treliça são frequentemente bloqueados. Quando o bloqueio é sério, medidas como reparo a quente e substituição de tijolos da treliça são tomadas. As condições de reparo a quente são muito ruins e a intensidade do trabalho é extremamente alta. Tijolos cilíndricos octogonais são usados para substituir os tijolos retos originais. A treliça tem formato de chaminé e não é fácil de ser bloqueada. Nenhum reparo a quente é necessário durante todo o período do forno. Basta verificar regularmente. Se houver uma pequena quantidade de bloqueio, a parte inferior da treliça pode ser limpa por fusão a chama de baixo para cima.
Uma das importantes tecnologias de economia de energia para grandes fornos de fusão de vidro é promover o uso de tijolos de treliça cilíndrica. Os tijolos de treliça cilíndrica octogonal retêm as propriedades físicas e químicas dos tijolos retos originais e são fáceis de assentar. Os tijolos são alinhados para cima e para baixo, basicamente sem partes penduradas livremente. A estrutura é estável, a área de aquecimento por unidade de volume da treliça é alta e a vida útil é longa, o que é cada vez mais valorizado. A espessura da parede do tijolo cilíndrico pode ser reduzida para 40mm, o que não apenas reduz o peso da treliça unitária, mas também aumenta a condutividade térmica. O custo da treliça cilíndrica é cerca de 15% maior do que o da treliça de cesta e cerca de 15% menor do que o da treliça cruzada. No entanto, em termos de economia de energia, a diferença entre a treliça cilíndrica e a treliça cruzada não é muito. O consumo de calor da treliça de cesta aumenta em 1% a 2% a cada ano, e o consumo de calor da treliça cilíndrica aumenta em cerca de 0,5% a cada ano. Muita energia é economizada devido à desaceleração do "envelhecimento".
No projeto da estrutura do regenerador, atenção especial deve ser dada ao método de conexão entre os tijolos de treliça cilíndrica e o arco da grelha. O arranjo Siemens de tijolos retos deve ser usado para a transição entre os tijolos de treliça cilíndrica e o arco da grelha, com uma altura de cerca de 1m. Dessa forma, os furos da treliça podem ser conectados suavemente para cima e para baixo, e a uniformidade do gás que entra na treliça cilíndrica pode ser melhorada, dando total liberdade às vantagens dos tijolos de treliça cilíndrica e melhorando a eficiência térmica do forno de fusão de vidro.
Atualmente, o regenerador do forno de fusão de vidro doméstico mudou gradualmente da estrutura de estrada ascendente tradicional para uma estrutura particionada ou conectada em forma de caixa. O fortalecimento adicional da pesquisa sobre a seleção razoável de materiais refratários para o regenerador, o uso de configurações particionadas e o desenvolvimento de novas variedades podem atender aos requisitos de melhoria da eficiência e da vida útil da missão do regenerador. É de grande importância para a produção de vidro de alta qualidade em fornos de fusão de vidro domésticos e a realização antecipada das metas de desenvolvimento de baixo consumo de energia, alta eficiência térmica, grande escala de tonelagem e longa vida útil do forno.
