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摘要：现代玻璃生产技术与传统工艺相比有了质的飞跃，向着效率更高、能耗更低、产品质量更好的方向不断发展。优质耐火材料对现代高温技术而言不仅是消耗性材料，而且更是实现高温新技术所必需的功能型材料。文章主要分析了玻璃窑用耐火材料及其发展，以供参考。
关键词：玻璃；耐火；材料
引言
玻璃窑用耐火材料必须具备一般工业炉用耐火材料的基本性质，还必需满足玻璃熔制工艺的特殊要求。在玻璃工业中，耐火材料的质量对于提高玻璃产品产量和质量、节约燃料、延长熔窑使用寿命、降低玻璃生产成本具有重大的意义。不良的耐火材料，不但限制了池窑作业温度，而且会严重地损坏玻璃的质量，产生结石、条纹、气泡、不必要的着色等缺陷，从而大大影响池窑的生产率。近代新型优质耐火材料的出现，对玻璃工业现代化发展起着有力的推动作用。
1玻璃池窑用耐火材料的选用
池窑各部位的工作状态不同，要求耐火材料的性能也不同。对于玻璃熔窑用耐火材料的基本要求大致如下：必须具有足够的机械强度，能经受高温下的机械负荷；要有相当高的耐火度；在使用温度下须有高的化学稳定性和较强的搞熔融玻璃的侵蚀能力；对玻璃液没有污染或污染极小；有良好的抗热冲击性；在作业温度下体积固定，再烧收缩和热膨胀率应很小；式样和尺寸准确。
玻璃熔窑是耐火材料构成的熔制玻璃的热工设备。选择玻璃窑用耐火材料，应该考虑窑型、使用部位以及损毁机理、熔制玻璃的品种和颜料的种类等。玻璃窑用耐火材料首先应该能很好的抵抗玻璃熔体和气体作用物的侵蚀，并应具有足够高的荷重软化温度和热稳定性。通常希望窑炉各个部位的耐火材料不出现局部早蚀损现象，以确保整个窑炉具有足够长的使用寿命。但由于玻璃窑各部位的机械、物理和化学条件不同，这就要求所用耐火材料的性能要与其相适应，同时要求对相邻的其他种类砖材不产生不利的影响。另外要考虑砖材的价格，应尽量考虑采用价格低廉又可由仓库迅速供货的常用标准尺寸的定型砖。
2玻璃熔窑用主要用耐火材料
2.1粘土砖
粘土制品属于酸性的耐火制品，随着SiO2含量的增加其酸性增加。它对酸性具有一定的侵蚀抵抗能力，而对碱性侵蚀抵抗能力较差。黏土砖有不同的品种，诸如低气孔黏土砖，超低气孔黏土砖，低蠕变，低气孔，低铁黏土砖等等。因此粘土制品宜用于做酸性窑炉的耐火材料。玻璃窑用大型粘土砖是用砌筑玻璃窑用的单重不小于50kg的粘土质耐火砖。此外，粘土砖使用条件，由于不同成型方法和粘土砖的骨料和结合剂不同。根据这些特点，在池炉的不同部位，由于侵蚀条件不同，可以选用不同粘土砖。
2.2硅砖
硅制耐火材料属酸性材料，它具有较强的抵抗酸性渣或溶液侵蚀的能力，具有良好的高温性能：如耐火度为1690-1730℃，荷重软化开始温度为1640-1680℃。体积膨胀率较大，当温度为1450℃时约产生的总体积膨胀，有利于保證砌体的结构强度和气密性。故硅砖是玻璃窑的主要材质，广泛应用在大碹，胸墙，蓄热室顶等部位。玻璃熔窑用硅砖应具有下列特性：高温体积稳定，不会因温度波动为引起炉体变化，玻璃窑在1600℃下可以保持炉体不变形，结构稳定；对玻璃液无污染。硅砖主要成分是SiO2。在使用时如有掉块或表面熔滴，不影响玻璃液的质量；耐化学侵蚀。上部结构的硅砖受玻璃配料中含R2O的气体侵蚀，表面生成一层光滑的变质层，是侵蚀速度变低，起到保护作用；体积密度小。可减轻炉体的质量。
2.3电熔锆刚玉砖
ZA系列氧化法电熔锆刚玉产品是采用优质提纯原料，使用特制的电弧炉，经过长弧熔和氧化处理的熔铸工艺制成。这种电熔铸造工艺几乎没有来自电极的碳污染。由于采用这种熔铸工艺和使用高纯原料，ZA系列氧化法电熔锆刚玉产品具有特殊的，高的抗玻璃液侵蚀性能，并且，对玻璃的污染也是极小的。
AZS-33制品在防止污染玻璃液方面是特别的优越，它在玻璃中造成结石，气泡及基本玻璃相析出的趋向是很小的。它适用于熔化池的上部结构，工作池的池壁砖和铺面砖，料道等。
AZS-36是标准的氧化法电熔锆刚玉砖，它具有特别的高抵抗玻璃液侵蚀性能和低污性的特点，且在这二方面的性能是均衡的。它适用于玻璃熔窑中与玻璃液直接接角的部位，如熔化池池壁砖，铺面砖，加料口等。
AZS-41是最高档的氧化法电熔锆刚玉砖，它具有最高的抗玻璃液侵蚀性能和杰出的对玻璃液的低污染性。它适用于玻璃窑炉中对耐侵蚀性能要求特别高的部位，如全电熔窑、流液洞、窑坎、鼓泡转、加料口拐角的砖等。
电熔锆刚玉砖的性质、性能指标—斜锆石相能耐玻璃液的侵蚀，玻璃相可缓冲体积变化产生的应力，能使制品保持不透气的结构，但其数量偏多，渗出温度越低，则砖的质量就越差。玻璃相的渗出会破坏砖的结构，影响寿命。
2.4电熔刚玉砖
刚玉砖的主晶相为刚玉，它具有优良的性质，如熔点高，硬度大，是中性矿物，因而制品硬度大，抗冲刷，耐磨，同时抗侵蚀。熔铸α-Al2O3砖，主要是由α型刚玉组成的严密结实的细晶结构实体。主要用于玻璃窑。适用于熔制硼硅玻璃、乳白玻璃。但是它的高温抗侵蚀性较差，它在1600℃高温时，耐玻璃液侵蚀性会迅速降低，所以某些硼硅质玻璃窑，倾向于使用熔融石英砖。熔铸α-Al2O3砖制品容重3.15-3.30g/cm3，含有少量的玻璃相（约2%），充填结晶间空隙，纯度很高。由于它不污染玻璃液，且在1350℃ 以下具有良好的耐玻璃液侵蚀性能和优良的高温耐磨性能，所以它是玻璃熔窑的澄清部、冷却部、工作池等部位，较理想的耐火材料。β-Al2O3 粗大光亮的晶体构成的白色制品，含Al2O3 92%-95%，只有1%以下的玻璃相，且因晶格疏松而导致制品结构强度低。β-Al2O3中含有的Na2O与SiO2反应，产生较大的体积收缩，有使砖产生裂纹、造成损坏的危险。所以它只适用于原理含SiO2飞尘的上部结构，例如，工作池的上部结构，燃烧口附近胸墙，小炉嘴及吊墙等。因为这种砖和和挥发性堿金属氧化物不发生作用，故不必担心从砖表面上滴下熔融物污染玻璃。 2.5其他耐火材料
锆英石在1680℃受热大量分解，锆英石制品也有良好的抗侵蚀性，锆英石砖具有耐高温、抗热震稳定性好和耐玻璃液侵蚀性等优良性能。铝锆硅系（AZS）熔铸砖和烧成砖具有较好的耐玻璃液侵蚀性，可用于玻璃熔化池窑的池壁和上部结构。
3玻璃窑用耐火材料的发展
四十年代以来玻璃池窑用耐火材料已经由铝硅（Al2O3-SiO2）系统向铝锆硅（Al2O3-ZrO2-SiO2）系统、高铝（Al2O3）系统和镁质（MgO）制品等系统发展，从而大大促进了池窑水平的提高。根据池窑的不同作业部位和工艺特点，合理选用各种耐火材料，使熔窑各部分充分发挥其作用，就可以增加产量，提高玻璃质量，平衡窑体各部位使用周期，从而延长熔窑使用寿命，减少燃料消耗和降低产品成本。只要掌握各种耐火材料的性质和特点，了解熔窑各部位的工作状况，研究耐火材料受侵蚀机理，就可以正确合理地选用耐火材料。
新时期，玻璃窑用耐火材料的研发应从以下几方面进行：一是，细分市场。将熔铸耐火材料分为池底、池壁和上部结构用材料，从而发现以往对上部结构用材研究的不足，就此研制出低滲出熔铸锆刚玉耐火材料。二是，深入分析。分析碹顶硅砖的损毁机制，搞清形成鼠洞的机制，在硅砖后铺设不定形
耐火材料层和隔热层，从而大幅提高了碹顶寿命。三是，精准定位。提高基质纯度，引入很少的CaO、Fe2O3进行矿化，制备了高纯度、高性能的硅砖。四是，移植杂交。将金属铸造中的真空密封造型法引入熔铸耐火材料的制造，取得良好的效果。五是，利用新技術。采用信息技术，经过持续努力发展了计算机辅助工艺优化方法，大幅提高了质量管理和研发水平。六是，抓住机遇。根据玻璃企业纷纷采用石油焦作为替代燃料，造成玻璃窑用耐火材料寿命显著下降的状况，研发蓄热室用新型耐火材料。
结束语
综上所述，我国玻璃窑用耐火材料将随着玻璃制造业发展而不断发展，玻璃窑用耐火材料和玻璃制造业两者之间，在发展上互相促进，在技术上互相推动，在经营上互相依存的局面更加明显。要努力提高玻璃窑用耐火材料技术水平，改进产品质量，以最终实现中国耐火材料行业的转型升级。
参考文献
[1]米庆轩.对当前玻璃窑炉的几点看法[J].玻璃.2011（10）
[2]王杰曾.耐火材料先进制造技术[J].耐火材料.2008（02）
关键词：玻璃；耐火；材料
引言
玻璃窑用耐火材料必须具备一般工业炉用耐火材料的基本性质，还必需满足玻璃熔制工艺的特殊要求。在玻璃工业中，耐火材料的质量对于提高玻璃产品产量和质量、节约燃料、延长熔窑使用寿命、降低玻璃生产成本具有重大的意义。不良的耐火材料，不但限制了池窑作业温度，而且会严重地损坏玻璃的质量，产生结石、条纹、气泡、不必要的着色等缺陷，从而大大影响池窑的生产率。近代新型优质耐火材料的出现，对玻璃工业现代化发展起着有力的推动作用。
1玻璃池窑用耐火材料的选用
池窑各部位的工作状态不同，要求耐火材料的性能也不同。对于玻璃熔窑用耐火材料的基本要求大致如下：必须具有足够的机械强度，能经受高温下的机械负荷；要有相当高的耐火度；在使用温度下须有高的化学稳定性和较强的搞熔融玻璃的侵蚀能力；对玻璃液没有污染或污染极小；有良好的抗热冲击性；在作业温度下体积固定，再烧收缩和热膨胀率应很小；式样和尺寸准确。
玻璃熔窑是耐火材料构成的熔制玻璃的热工设备。选择玻璃窑用耐火材料，应该考虑窑型、使用部位以及损毁机理、熔制玻璃的品种和颜料的种类等。玻璃窑用耐火材料首先应该能很好的抵抗玻璃熔体和气体作用物的侵蚀，并应具有足够高的荷重软化温度和热稳定性。通常希望窑炉各个部位的耐火材料不出现局部早蚀损现象，以确保整个窑炉具有足够长的使用寿命。但由于玻璃窑各部位的机械、物理和化学条件不同，这就要求所用耐火材料的性能要与其相适应，同时要求对相邻的其他种类砖材不产生不利的影响。另外要考虑砖材的价格，应尽量考虑采用价格低廉又可由仓库迅速供货的常用标准尺寸的定型砖。
2玻璃熔窑用主要用耐火材料
2.1粘土砖
粘土制品属于酸性的耐火制品，随着SiO2含量的增加其酸性增加。它对酸性具有一定的侵蚀抵抗能力，而对碱性侵蚀抵抗能力较差。黏土砖有不同的品种，诸如低气孔黏土砖，超低气孔黏土砖，低蠕变，低气孔，低铁黏土砖等等。因此粘土制品宜用于做酸性窑炉的耐火材料。玻璃窑用大型粘土砖是用砌筑玻璃窑用的单重不小于50kg的粘土质耐火砖。此外，粘土砖使用条件，由于不同成型方法和粘土砖的骨料和结合剂不同。根据这些特点，在池炉的不同部位，由于侵蚀条件不同，可以选用不同粘土砖。
2.2硅砖
硅制耐火材料属酸性材料，它具有较强的抵抗酸性渣或溶液侵蚀的能力，具有良好的高温性能：如耐火度为1690-1730℃，荷重软化开始温度为1640-1680℃。体积膨胀率较大，当温度为1450℃时约产生的总体积膨胀，有利于保證砌体的结构强度和气密性。故硅砖是玻璃窑的主要材质，广泛应用在大碹，胸墙，蓄热室顶等部位。玻璃熔窑用硅砖应具有下列特性：高温体积稳定，不会因温度波动为引起炉体变化，玻璃窑在1600℃下可以保持炉体不变形，结构稳定；对玻璃液无污染。硅砖主要成分是SiO2。在使用时如有掉块或表面熔滴，不影响玻璃液的质量；耐化学侵蚀。上部结构的硅砖受玻璃配料中含R2O的气体侵蚀，表面生成一层光滑的变质层，是侵蚀速度变低，起到保护作用；体积密度小。可减轻炉体的质量。
2.3电熔锆刚玉砖
ZA系列氧化法电熔锆刚玉产品是采用优质提纯原料，使用特制的电弧炉，经过长弧熔和氧化处理的熔铸工艺制成。这种电熔铸造工艺几乎没有来自电极的碳污染。由于采用这种熔铸工艺和使用高纯原料，ZA系列氧化法电熔锆刚玉产品具有特殊的，高的抗玻璃液侵蚀性能，并且，对玻璃的污染也是极小的。
AZS-33制品在防止污染玻璃液方面是特别的优越，它在玻璃中造成结石，气泡及基本玻璃相析出的趋向是很小的。它适用于熔化池的上部结构，工作池的池壁砖和铺面砖，料道等。
AZS-36是标准的氧化法电熔锆刚玉砖，它具有特别的高抵抗玻璃液侵蚀性能和低污性的特点，且在这二方面的性能是均衡的。它适用于玻璃熔窑中与玻璃液直接接角的部位，如熔化池池壁砖，铺面砖，加料口等。
AZS-41是最高档的氧化法电熔锆刚玉砖，它具有最高的抗玻璃液侵蚀性能和杰出的对玻璃液的低污染性。它适用于玻璃窑炉中对耐侵蚀性能要求特别高的部位，如全电熔窑、流液洞、窑坎、鼓泡转、加料口拐角的砖等。
电熔锆刚玉砖的性质、性能指标—斜锆石相能耐玻璃液的侵蚀，玻璃相可缓冲体积变化产生的应力，能使制品保持不透气的结构，但其数量偏多，渗出温度越低，则砖的质量就越差。玻璃相的渗出会破坏砖的结构，影响寿命。
2.4电熔刚玉砖
刚玉砖的主晶相为刚玉，它具有优良的性质，如熔点高，硬度大，是中性矿物，因而制品硬度大，抗冲刷，耐磨，同时抗侵蚀。熔铸α-Al2O3砖，主要是由α型刚玉组成的严密结实的细晶结构实体。主要用于玻璃窑。适用于熔制硼硅玻璃、乳白玻璃。但是它的高温抗侵蚀性较差，它在1600℃高温时，耐玻璃液侵蚀性会迅速降低，所以某些硼硅质玻璃窑，倾向于使用熔融石英砖。熔铸α-Al2O3砖制品容重3.15-3.30g/cm3，含有少量的玻璃相（约2%），充填结晶间空隙，纯度很高。由于它不污染玻璃液，且在1350℃ 以下具有良好的耐玻璃液侵蚀性能和优良的高温耐磨性能，所以它是玻璃熔窑的澄清部、冷却部、工作池等部位，较理想的耐火材料。β-Al2O3 粗大光亮的晶体构成的白色制品，含Al2O3 92%-95%，只有1%以下的玻璃相，且因晶格疏松而导致制品结构强度低。β-Al2O3中含有的Na2O与SiO2反应，产生较大的体积收缩，有使砖产生裂纹、造成损坏的危险。所以它只适用于原理含SiO2飞尘的上部结构，例如，工作池的上部结构，燃烧口附近胸墙，小炉嘴及吊墙等。因为这种砖和和挥发性堿金属氧化物不发生作用，故不必担心从砖表面上滴下熔融物污染玻璃。 2.5其他耐火材料
锆英石在1680℃受热大量分解，锆英石制品也有良好的抗侵蚀性，锆英石砖具有耐高温、抗热震稳定性好和耐玻璃液侵蚀性等优良性能。铝锆硅系（AZS）熔铸砖和烧成砖具有较好的耐玻璃液侵蚀性，可用于玻璃熔化池窑的池壁和上部结构。
3玻璃窑用耐火材料的发展
四十年代以来玻璃池窑用耐火材料已经由铝硅（Al2O3-SiO2）系统向铝锆硅（Al2O3-ZrO2-SiO2）系统、高铝（Al2O3）系统和镁质（MgO）制品等系统发展，从而大大促进了池窑水平的提高。根据池窑的不同作业部位和工艺特点，合理选用各种耐火材料，使熔窑各部分充分发挥其作用，就可以增加产量，提高玻璃质量，平衡窑体各部位使用周期，从而延长熔窑使用寿命，减少燃料消耗和降低产品成本。只要掌握各种耐火材料的性质和特点，了解熔窑各部位的工作状况，研究耐火材料受侵蚀机理，就可以正确合理地选用耐火材料。
新时期，玻璃窑用耐火材料的研发应从以下几方面进行：一是，细分市场。将熔铸耐火材料分为池底、池壁和上部结构用材料，从而发现以往对上部结构用材研究的不足，就此研制出低滲出熔铸锆刚玉耐火材料。二是，深入分析。分析碹顶硅砖的损毁机制，搞清形成鼠洞的机制，在硅砖后铺设不定形
耐火材料层和隔热层，从而大幅提高了碹顶寿命。三是，精准定位。提高基质纯度，引入很少的CaO、Fe2O3进行矿化，制备了高纯度、高性能的硅砖。四是，移植杂交。将金属铸造中的真空密封造型法引入熔铸耐火材料的制造，取得良好的效果。五是，利用新技術。采用信息技术，经过持续努力发展了计算机辅助工艺优化方法，大幅提高了质量管理和研发水平。六是，抓住机遇。根据玻璃企业纷纷采用石油焦作为替代燃料，造成玻璃窑用耐火材料寿命显著下降的状况，研发蓄热室用新型耐火材料。
结束语
综上所述，我国玻璃窑用耐火材料将随着玻璃制造业发展而不断发展，玻璃窑用耐火材料和玻璃制造业两者之间，在发展上互相促进，在技术上互相推动，在经营上互相依存的局面更加明显。要努力提高玻璃窑用耐火材料技术水平，改进产品质量，以最终实现中国耐火材料行业的转型升级。
参考文献
[1]米庆轩.对当前玻璃窑炉的几点看法[J].玻璃.2011（10）
[2]王杰曾.耐火材料先进制造技术[J].耐火材料.2008（02）