耐火材料的發(fā)展變化有三個(gè)主要的推動(dòng)力：保持和改進(jìn)玻璃的質(zhì)量；對(duì)玻璃窯爐經(jīng)濟(jì)上的要求以使窯爐的運(yùn)行周期更長(zhǎng)以及采用純氧燃燒系統(tǒng)以后帶來(lái)的沖擊和影響。

　　“當(dāng)前”一詞對(duì)電子行業(yè)和計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)生的變化可以解讀為幾個(gè)月乃至幾個(gè)星期，而談及玻璃工業(yè)的耐火材料發(fā)展和應(yīng)用時(shí)，它很容易被解讀為五年或十年。根據(jù)這一時(shí)間概念，我們將回顧和討論在后一領(lǐng)域（更為保守的步伐）中在“當(dāng)前”已經(jīng)發(fā)生的變化。

　　耐火材料的變化和發(fā)展有三個(gè)主要的推動(dòng)力。第一是玻璃制造商為至少要保持而通常則需改進(jìn)玻璃質(zhì)量的需求。第二是玻璃窯爐的經(jīng)濟(jì)要求以使窯爐運(yùn)行周期更長(zhǎng)，以及第三是純氧燃燒系統(tǒng)帶來(lái)的沖擊和影響。這三項(xiàng)要求通常決定了在修窯時(shí)選用改進(jìn)了的耐火材料。這些推動(dòng)力也促使玻璃制造商在窯爐保養(yǎng)維護(hù)時(shí)選用改進(jìn)了的耐火制品以及在運(yùn)行周期中為大范圍檢修時(shí)采用新技術(shù)。

　　熔融澆鑄氧化鋁磚已經(jīng)在熔化池頂這一部位確立了它的應(yīng)用，主要是在熔化高質(zhì)量玻璃的純氧燃燒池爐中得到應(yīng)用。在純氧燃燒技術(shù)問(wèn)世以前，只有βˉ氧化鋁磚被用于熔化池的上部結(jié)構(gòu)，并且沒(méi)有熔融澆鑄的氧化鋁磚被用到熔化池頂上。而今，無(wú)論βˉ氧化鋁還是α-β氧化鋁的熔融澆鑄制品都被用在生產(chǎn)彩色電視（屏和錐）、浮法玻璃以及硼硅酸鹽玻璃的純氧燃燒池爐的部分或全部爐頂上。熔融澆鑄的AZS磚一般能夠使用到1600℃或1650℃（取決于玻璃制品），而用電熔氧化鋁磚砌成的爐頂則可成功地在1700℃下運(yùn)行。這為玻璃制造商在生產(chǎn)難熔玻璃時(shí)創(chuàng)造了更好的條件和更大的靈活性。

　　許多年來(lái)，熔融澆鑄AZS爐頂已成功地經(jīng)受了冷卻和再加熱的考驗(yàn)，以使它們能夠使用多個(gè)運(yùn)行周期。現(xiàn)在積累了一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，成功地實(shí)施了電熔氧化鋁爐頂冷卻和再加熱，當(dāng)它們?cè)谑褂脙蓚�(gè)或更多的運(yùn)行周期時(shí)體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)上更強(qiáng)的生命力。電熔氧化鋁爐頂在使用中觀察（熱態(tài)觀察和停爐觀察）結(jié)果顯示了這些材料既具有化學(xué)穩(wěn)定性又具有機(jī)械穩(wěn)定性。這是最早對(duì)這種砌筑的觀察研究，因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)既沒(méi)有電熔氧化鋁的參考資料，也沒(méi)有其在爐頂應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)。

　　高鉻耐火制品過(guò)去主要應(yīng)用于增強(qiáng)玻璃熔爐，以及少量應(yīng)用于保溫玻璃池爐中�，F(xiàn)在高鉻磚正在越來(lái)越多地被某些鈉鈣玻璃池爐采用。其主要用途已經(jīng)不僅限于全部或部分流液洞，而且還用于端墻以及在有限的程度上用于加料口的角磚。對(duì)于高鉻磚的成分來(lái)說(shuō)，它們存在有潛在的著色危險(xiǎn)，以至于高鉻制品通常與非常“白”的玻璃并不相容。最初時(shí)期這種制品主要用于有色玻璃，但是現(xiàn)在高鉻制品也已經(jīng)被成功地用于透明的容器玻璃池爐中。高鉻制品在玻璃熔爐中使用的數(shù)量在很大程度上取決于其流液洞的設(shè)計(jì)、流液洞的冷卻、池爐的日產(chǎn)量、以及熔爐的操作。某個(gè)玻璃制造商則可能把高鉻磚用于全部蓋板再加上熔化池的端墻。高鉻磚砌筑的流液洞提供了增加窯爐壽命的潛力，因?yàn)檫@種材料對(duì)大多數(shù)玻璃的抗侵蝕性能至少要比熔融AZS磚強(qiáng)兩倍。然而，某些設(shè)計(jì)和操作參數(shù)卻與熔融AZS磚有所不同，就須要與供應(yīng)商進(jìn)行討論。

　　低玻璃相電熔AZS耐火材料在有限的基礎(chǔ)上成功地用于熔化池的上部結(jié)構(gòu)已有好幾年了。純氧燃燒技術(shù)引起其在熔化池的上部結(jié)構(gòu)中更廣泛地使用，其原因有二：第一，低玻璃相含量導(dǎo)致玻璃相的滲出量很低，比傳統(tǒng)的熔融AZS磚筑成的上部結(jié)構(gòu)更為“干燥”。第二，低玻璃相含量使其具有更高的搞蠕變性能，從而能夠把正常的使用溫度從1600℃提高到1650℃。這對(duì)于純氧燃燒窯爐的加料區(qū)域上部結(jié)構(gòu)則更為有用，該部位的熔融AZS磚不僅要具有抵抗燃燒氣流帶來(lái)的料粉顆粒的侵蝕，而且還要能夠承受更高的使用溫度，1650℃。熔化池池壁磚近來(lái)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出能提高頂部（液線部位）抗侵蝕性能的新品種并已在進(jìn)行實(shí)地試驗(yàn)。這種池壁磚采用獨(dú)一無(wú)二的方法，能控制液線部位的晶體結(jié)構(gòu)，使該磚在液線部位具有比標(biāo)準(zhǔn)的熔鑄AZS磚強(qiáng)得多的抗侵蝕性能。這種新型的池壁磚被考慮用于火焰燃燒池爐（主要是鈉鈣玻璃），我們發(fā)現(xiàn)其正常的侵蝕形態(tài)是在液線部位或者說(shuō)在距離磚的頂部300mm處的侵蝕最為嚴(yán)重。當(dāng)這些池壁磚的優(yōu)良的顯微結(jié)構(gòu)與其熱機(jī)械性能相結(jié)合時(shí)（由液線部位的冷風(fēng)產(chǎn)生的影響），有理由相信可以使其抗侵蝕性能有大幅度的提高的可能（降低液線部位的侵蝕速度）。應(yīng)用該技術(shù)的池壁磚在正在運(yùn)行的池爐中得到監(jiān)測(cè)，這些試驗(yàn)結(jié)果將開(kāi)始在今后幾年中逐步積累。

　　高鋯電熔制品（HZFC或電熔氧化鋯）已被廣泛地接受，作為與玻璃相接觸的耐火材料，用于某些高質(zhì)量玻璃窯爐中的特定部位。采用該種成分的耐火材料的理由各不相同，隨玻璃的品種而各異。彩色電視顯像管屏幕玻璃對(duì)HZFC的侵蝕頗為嚴(yán)重，但是它還是被用于熔化池的流液洞一端的鋪底磚和池墻磚，因?yàn)樗�能大大減少玻璃的缺陷，諸如節(jié)瘤、氣泡和結(jié)石。熔融氧化鋯耐火材料的抗侵蝕性能并不優(yōu)于熔融AZS，但是通常它能足夠維持一整個(gè)窯爐周期。這樣，在彩色電視顯像管屏幕玻璃池爐中采用HZFC可以大大改進(jìn)玻璃的質(zhì)量而又不降低窯爐的壽命。

　　對(duì)于鉛玻璃和鉛晶質(zhì)玻璃，采用熔融氧化鋯有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。第一，它比熔融AZS磚具有更強(qiáng)的抵抗鉛金屬下鉆侵蝕的性能；第二，由于它的玻璃—耐火材料界面性能使玻璃制品的質(zhì)量更高，使玻璃的缺陷更少，特別是氣體夾雜。

　　最后，HZFC還被使用在某些低堿玻璃或硬質(zhì)硼硅酸鹽玻璃窯爐之中。這里我們?cè)僖淮慰吹讲Ａз|(zhì)量的改進(jìn)（低的缺陷水平），而且與熔融AZS磚相比改進(jìn)了抗侵蝕性能。因此我們發(fā)現(xiàn)玻璃制造商接受這種優(yōu)質(zhì)耐火材料具有不同的出發(fā)點(diǎn)，采用該材料的理由也隨著玻璃組成的不同而各異。

　　新的和改進(jìn)的格子磚成分和設(shè)計(jì)已為許多蓄熱式池爐所接受。三十年前開(kāi)始于單一形狀和成分的熔融AZS格子磚得到了持續(xù)的發(fā)展和改進(jìn)，而今這一系列產(chǎn)品已經(jīng)具有六種不同的類型（幾何形狀）以及三種不同的成分。每一種格子磚都是專門為不同的玻璃池爐蓄熱室的特定應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。其設(shè)計(jì)依據(jù)包括所給定的小爐的燃燒氣體的體積、玻璃配合料的飛料量、操作溫度、窯爐中所熔制的玻璃以及蓄熱室的總體尺寸和幾何形狀。最新一代的熔融AZS格子磚是為輕荷載向下氣流的小爐或多通道冷氣流蓄熱室而設(shè)計(jì)的。在制造過(guò)程中它也使用一定數(shù)量的在制造過(guò)程中的回收原料，故也是一個(gè)有效的環(huán)保措施。

　　已經(jīng)成功地應(yīng)用于玻璃池爐蓄熱室的另一系列產(chǎn)品是標(biāo)準(zhǔn)形狀的鎂—鋯磚。雖然該系列的格子磚在歐洲使用得比美國(guó)更早，但是它們?cè)絹?lái)越在世界范圍內(nèi)被廣泛地接受。當(dāng)設(shè)計(jì)者希望砌筑無(wú)鉻的燒結(jié)格子磚時(shí)，鎂—鋯格子磚產(chǎn)品比氧化鎂質(zhì)產(chǎn)品具有更好的性能。鎂—鋯格子磚較之燒結(jié)鎂磚的優(yōu)越性也體現(xiàn)在使用高釩燃料的池爐中。

　　尖晶石耐火材料是一種新的燒結(jié)材料，它用電熔尖晶石顆粒制成，在玻璃池爐上部結(jié)構(gòu)中具有潛在的應(yīng)用前景。雖然這種耐火材料目前還尚未得到廣泛的應(yīng)用，但是在近幾年來(lái)無(wú)論是在熔化鈉鈣玻璃或是硼硅酸鹽玻璃的傳統(tǒng)的火焰燃燒池爐還是純氧燃燒池爐中都已經(jīng)進(jìn)行“試用”。

　　另一方面，雖然熔融澆鑄的尖晶石制品早在二十年前就已開(kāi)發(fā)出來(lái)，但是尚未在玻璃工業(yè)中得到應(yīng)用。然而，純氧燃燒池爐給耐火材料帶來(lái)的麻煩使這種材料或其派生品種被考慮用于熔化池的上部結(jié)構(gòu)和窯頂。它被認(rèn)為在大多數(shù)玻璃熔化的氣氛中具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。最初的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確認(rèn)了在高溫下的良好化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性（抗蠕變性），與前面所談到的熔融氧化鋁的性能差不多。

　　無(wú)論是燒結(jié)尖晶石材料還是電熔尖晶石材料都還處于新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的早期階段，但是已經(jīng)顯示出未來(lái)在玻璃池爐的上部結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的可能性。

　　當(dāng)前玻璃窯爐耐火材料應(yīng)用的趨勢(shì)

　　熔化池窯頂用的不定形材料制品現(xiàn)在既用于新的窯頂砌筑，又用于窯頂?shù)臒嵝�。該種材料已在硅磚窯頂?shù)男蘩硪约盀榱搜娱L(zhǎng)硅磚窯頂?shù)膲勖�方面使用了好多年。然而，純氧燃燒的操作條件加速了硅磚窯頂?shù)那治g，從而需要更高級(jí)的材料和大大提高維修的水平。目前使用的窯爐維修措施是耐火材料補(bǔ)貼、火泥、可塑料、澆注料、流動(dòng)料、泵澆注料、噴補(bǔ)料、搗打料與陶瓷熔接。這些材料的成分主要是熔融石英、鋯英石和高鋁材料。上述措施的任何組合都可能用于密封一個(gè)新的窯頂或修補(bǔ)一個(gè)老的、已損壞到威脅窯爐壽命的窯頂。

　　不是所有的純氧燃燒玻璃熔爐都需要熔融澆鑄或優(yōu)質(zhì)的燒結(jié)材料的窯頂。只要正確安裝和維護(hù)，硅磚在許多玻璃池爐窯頂中無(wú)論是技術(shù)、性能還是經(jīng)濟(jì)方面都是可行的。不定形材料的使用可以幫助玻璃制造商在使用硅磚窯頂?shù)那疤嵯逻_(dá)到他的目標(biāo)。

　　一個(gè)有趣的、正在日益顯露的趨勢(shì)是澆注料正在替代某些煙道和煙囟的耐火磚。這在修理硼硅酸鹽玻璃的純氧燃燒或空氣—燃料燃燒的池爐時(shí)最為常見(jiàn)。澆注料也正在被用作純氧燃燒的鈉鈣玻璃池爐煙囟襯磚的替代品。

　　窯底修補(bǔ)技術(shù)最近已經(jīng)應(yīng)用于正在運(yùn)行的即“熱的”窯爐中。窯底的侵蝕導(dǎo)致某些部位變得很薄。這些薄的部位可以用熱探測(cè)到，然后進(jìn)行修補(bǔ)以避免不希望的窯底蝕穿漏料的可能性。有幾種工藝技術(shù)和操作方法被用于熱修，使窯底的厚度完全或部分地得到恢復(fù)，從而重新保持窯爐的安全運(yùn)行。這種方法可以修復(fù)窯底而無(wú)需把窯爐冷卻到室溫。這樣避免了昂貴的關(guān)閉窯爐的費(fèi)用、節(jié)省了時(shí)間、消除了其它與玻璃相接觸的耐火材料和上部結(jié)構(gòu)槽到損壞的危險(xiǎn)。

　　一種辦法是把窯爐中的玻璃放空，然后在窯底侵蝕最大的部位或在“凹處”部位鉆孔，把這些較小區(qū)域的玻璃排出。用一種助熔劑噴到已被損壞的區(qū)域再進(jìn)行局部加熱，將粘附在需要修補(bǔ)的耐火材料上的剩余的玻璃徹底清除。通過(guò)噴槍把一種噴補(bǔ)料直接噴到被損壞的窯底部位，直到達(dá)到所希望的厚度為止。

　　第二種方法是放空玻璃，做好對(duì)已損壞的窯底區(qū)域的清理和準(zhǔn)備工作，如上所述。通過(guò)噴槍把預(yù)定數(shù)量的耐火骨料用氣流輸送到窯底的損壞部位。同樣，直到足夠的厚度為止。這種方法還可用于玻璃不被放空的情況下操作。這里必須要了解玻璃的對(duì)流情況以使修補(bǔ)用耐火材料噴到正確的位置，并在損壞的窯底的恰當(dāng)部位凝固。在池爐充滿玻璃時(shí)進(jìn)行爐底修補(bǔ)不是最好的辦法，但是有時(shí)由于環(huán)保的要求限定這樣做。