玻璃窑蓄热室用格子砖结构设计及材质、砖型介绍

格子体是蓄热室结构中重要的组成部分，因为它的结构是否合理，不仅影响使用寿命，还直接影响格子体的蓄热效率。理想的格子体结构应该是使用寿命长、蓄热效率好、周期温度波动小，这是设计中选择格子体结构形式的原则。

玻璃窑室的结构和工作原理

玻璃窑常用的立式蓄热室结构，下部为空气、煤气烟道，烟道顶部为空气和煤气蓄热室炉条，上部为格子砖，空气和煤气蓄热室之间的隔墙称为风火隔墙，由于其上部温度高，又有飞料侵蚀，烧损后易发生透火现象，因此其厚度一般较大，且要求砌筑严密。为了减少室外蓄热墙的散热损失，一般都有保温砖。

玻璃窑蓄热室耐火砖的选择

蓄热室用耐火砖主要采用MgO-Al2O3、MgO-Cr2O2、MgO-SiO2系列耐火砖制品，产品有镁砖、镁铝砖、镁铬砖、镁橄榄石砖等。这些产品主要用于蓄热室作为格子砖。在蓄热室的上部和中部格子砖处于空气和气体的工作环境中，反复氧化还原、高温变化、粉末飞散和碱蒸气凝缩。在这样的环境下，碱性耐火材料是格子砖的推荐。此外，蓄热室还使用高铝砖。

西门子结构易于清洗，气流顺畅，但单体格子体积的加热面积较小。李赫特式结构的优点是单位格子体加热面积大，但容易堵塞，不便于清洗和热修，因此不再使用。虽然连续通道结构单位体积的加热面积小，但其格子孔互不相通，可防止气流分层，使气体分布均匀。篮式结构是连续通道格子体结构的改进形式。由于格子砖的两个端面都是加热面，其单位格子体积的加热面积大，稳定性好。

十字格子砖是一种新型格子砖，由于采用熔铸AZS砖，具有耐高温腐蚀性能好，体积密度大，热容量大，热导率高等特点。可以用7-8年，甚至更长的时间，蓄热效率好，周期温度波动小，是一种理想的格子砖。筒形格子砖也是一种新型格子砖，用八角形格子砖代替原来的直形砖。格子孔不易堵塞，保留了原来的直形砖的理化性能，砌筑方便，砖的上下对齐基本没有自由悬挂部分，结构稳定，单位体积格子体受热面积高，使用寿命长，越来越受到重视。筒形砖的壁厚可减至40mm，既减轻了单位格子体的重量，又增加了导热性。筒形格子体的成本比编篮式格子体高15%左右，比十字形格子体低150%左右，但在节能上，筒形格子体与十字形格子体相差不大，编篮式格子体的热量消耗也减少了15%左右。

在蓄热室的结构设计中，应特别注意圆柱形格子砖与炉条的连接方式。圆柱形格子砖与炉条之间应采用直立砖的西门排列方式过渡，高度约为1m。只有这样，格子孔才能上下顺畅连接，气体进入圆柱形格子体分布的均匀性才能得到改善，圆柱形格子砖的优势才能得到充分发挥，玻璃窑的热效率才能得到提高。

格子体是蓄热室蓄热传热的重要组成部分，要求格子砖耐高温、耐腐蚀、蓄热多、传热快、耐急冷热。

测量蓄热室的蓄热效果通常取决于格子体的受热面积，即格子体可以换热的表面积。蓄热面积越大，储存的热量越多，释放的热量越多，可以充分提高空气和气体的预热温度，有利于燃料的燃烧。

根据蓄热室顶部、上部、中部和底部的不同温度和飞料数量，使用不同的碱性格子砖

顶部(1400℃以上)由于温度高，飞行材料多，容易与砖产生液相，容易粘附飞行材料，使砖产生应力。因此，顶部采用高温耐蠕变性优异的锆砖或98%的高纯镁砖(由于高纯镁砖中的MgO与飞扬进入蓄热室的配合材料超细粉SiO2发生反应，会产生低温共熔物，所以容易进入飞行材料的1#-3#顶部格子体多采用锆砖，不受飞行材料影响的末端蓄热室格子体多采用98%高纯镁砖)。

上部(10001400℃)飞料沉降较少，可使用高纯镁砖。

飞料在中间(8001000℃)已经很少了，但是它是硫酸盐凝聚区，容易使镁砖与飞料发生反应，形成硅酸镁(MgSiO3)，同时配合料中芒硝和燃料燃烧过程中形成的SO2和SO3也容易与氧化镁发生反应：

MgO+SO2→MgSO3MgO+SO3→MgSO4。

产生的硫酸镁或亚硫酸镁反复固液化，体积膨胀，导致镁砖结构损坏。因此，该部分采用热稳定性好、气孔率低的直接结合镁铬砖(DMC-12)(环保要求高的区域不允许使用镁铬砖，常用方镁石+镁橄榄砖)。

底部(800℃以下)温度冷热交替，负荷大，碱性材料侵蚀少，因此热稳定性好，耐力强度好的材料通常使用低气孔粘土砖(DN-12、DN-13或DN-15)或硅石砖。如果不考虑各种碱性砖的性能而普遍使用，会在格子体某一部位损坏时影响其他格子体，从而降低整个格子体的使用寿命。由于大多数碱性耐火砖，包括镁铬砖，在含有裂解碳氢化合物的氛围(还原氛围)下容易损坏。因此，碱性砖只能用于空气蓄热室，不能用于煤气蓄热室。

对易受飞料侵蚀的蓄热室格子体，由下而上常用的格子砖配置方式有：低气孔粘砖或硅线石砖→含12%铬的直接组合镁铬砖或镁橄榄石砖→96%高纯电熔镁砖→98%高纯电熔镁砖→224层镁锆砖(VZ)或烧结锆刚玉砖；为节约投资，对飞料侵蚀较少的后122对蓄热室格子体，顶部可不使用镁锆砖或烧结锆刚玉砖，而直接将98%的高纯电熔镁砖码砌到顶部。

随着耐火材料的发展，格子砖已经从条形砖发展成圆柱形砖和十字砖，格子体的编码方法也从传统的条形砖编篮式和井形码砖演变为直接编码的圆柱形砖和十字砖。改进后的格子砖不仅施工方便，而且砖结构更合理，砖结合更稳定，可以大大提高编码高度，增强蓄热能力。

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