Materiał ogniotrwały jest głównym elementem pieca szklarskiego, który ma decydujący wpływ na jakość szkła, zużycie energii i koszt produktu. Przyszłość technologii wytopu szkła zależy w pewnym stopniu od postępu technologii produkcji materiałów ogniotrwałych i jakości produktu.
1. Cegła AZS, wysoka cegła cyrkonowa
W przypadku cegieł do topienia elektrycznego AZS proces produkcyjny polega głównie na poprawie ich odporności na korozję i zużycie. Oprócz zastosowania metody utleniania w stanie stopionym, zawartość węgla w produkcie została zmniejszona do 00,05 procent , a temperatura wytrącania fazy szklanej została zwiększona do 1450 stopni . Udoskonalono również procesy odlewania i wyżarzania i obecnie możliwe jest wytwarzanie stopionego AZS o niewielkim skurczu lub bez skurczu. Cegły cyrkonowe o wysokiej zawartości ZrO2 z zawartością ZrO2 większą lub równą 90 mają dobrą odporność na szok termiczny, tak jak ZrO295 i SiO21.4. Cegły cyrkonowe o wysokiej zawartości ZrO295 mają stabilizator 3,7, gęstość pozorną 4,7 g/cm3, porowatość 18,4 i odporność na szok termiczny w temperaturze pokojowej 1400 stopni C (odstęp 15 minut), który może osiągnąć 15-20 czasy. Produkowane w Japonii topione odlewane cegły cyrkonowe o zawartości cyrkonu 90 nazywane są cegłami ZFC. Ich odporność na korozję jest lepsza niż w przypadku cegieł AZS o zawartości ZrO2 wynoszącej 40. W temperaturze 1500 ~ 1600 stopni po 16 godzinach nie występuje wytrącanie fazy szkła, a zanieczyszczenie szkłem jest bardzo małe. Po 40-krotnej odporności na szok termiczny w temperaturze 800 ~ 1250 stopni nie ma pęknięć.
2. Cegła chromowana i cegła chromowana
Kompaktowe cegły z tlenku chromu utworzone przez prasowanie izostatyczne mogą być stosowane do ścian bocznych, szyjek lub innych poważnie erodowanych części zbiorników ze szkła E i C, a żywotność może osiągnąć 6 do 7 lat. W ostatnich latach nastąpił nowy postęp w produktach zawierających chrom. Na przykład Cr2O3 jest dodawany do cegieł AZS, aby utworzyć materiał ogniotrwały Al2O3-ZrO2-SiO2-Cr2O3. W wysokich temperaturach Cr2O3 tworzy z jednej strony stały stopiony materiał z Al2O3, a Cr2O3 jest substancją o wysokiej temperaturze topnienia. Gdy Cr2O3 przedostaje się do fazy szklistej cegły, zwiększa się lepkość fazy szklanej, co zwiększa temperaturę wypacania fazy szklanej i znacznie poprawia odporność wyrobów szklanych na korozję szkła. Amerykańska firma wyprodukowała odlewany materiał ogniotrwały AZS/Cr2O3. Jego skład chemiczny i właściwości fizyczne są bardzo lepsze. W porównaniu z oryginalnym materiałem Al2O3/Cr2O3 roczne zużycie energii przez piec jest zmniejszone o 4, wydajność zwiększona o 15, a koszt zmniejszony o 3,75. Nie ma to wpływu na jakość szkła. Ten rodzaj cegły można formować przez prasowanie maszynowe, ręczne ubijanie lub prasowanie izostatyczne, a następnie spiekać w wysokiej temperaturze.
3. Cegła alkaliczna
Niemcy są szeroko stosowane w ścianach regeneracyjnych i łabędziach poprzez bezpośrednie połączenie cegieł spiekanych o wysokiej czystości 1800 stopni i cegieł alkalicznych. Wprowadziła nowy materiał o nazwie Rubinaiez o składzie chemicznym MgO75, ZrO213,5 i SiO29,5. Jest to połączenie cegieł cyrkonowych i magnezytowych. We wczesnym etapie spiekania struktura cegieł z krzemianu cyrkonu reaguje z tlenkiem magnezu. Wokół kwadratowych cząstek magnezytu tworzy się warstwa magnezu. Z oliwinem i cyrkonem jako warstwą ochronną, ta struktura znacznie poprawia odporność cegły na alkalia i odporność na siarczany, a regenerator w środku cegły kratowej ma dobry efekt.
4. Cegła magnezowa oliwinowa
Faza wiązania oliwinu ma szczególnie silne właściwości zapobiegające szorowaniu. Właściwości przeciwzamarzające cegły magnezytowej można poprawić poprzez zwiększenie zawartości magnezu oliwinowego w fazie wiążącej cegły magnezytowej. Dlatego dodanie 20 rodzajów miału forsterytowego do cegieł magnezytowych może chronić tworzenie cząstek magnezji i zmniejszać erozję matrycy wiążącej forsterytu. Koszt cegły jest stosunkowo niski i jest szeroko stosowany w środku siatki regeneratora pieca szklarskiego za granicą.
5. Cegła z oliwinu barytowego
Biorąc pod uwagę, że oliwin ma dobrą odporność na korozję i niewystarczającą odporność na szok termiczny, odporność cegły na szok termiczny można znacznie poprawić wprowadzając baryt na etapie wiązania. Skaleń barytowy powstaje podczas kalcynacji i istnieje tylko na etapie matrycy wiążącej. Gdy zawartość skalenia barytowego wynosi 15, a temperatura pracy wynosi około 1250 stopni, wydajność krzemionki jest najlepsza. Z badań wynika, że skaleń barytowy jest odporny na działanie zasad i siarczanów.
6. Nieukształtowany materiał ogniotrwały
Trendem rozwojowym jest również zastosowanie nieformowanych materiałów ogniotrwałych w piecach szklarskich. W Wielkiej Brytanii prefabrykaty z betonu ogniotrwałego są wykorzystywane do budowy komory akumulacyjnej ciepła, ceglanego łuku dennego, przewodu kominowego, płyty nośnej małego pieca, palnika itp., co znacznie zmniejsza połączenia konstrukcji pieca, poprawia szybkość budowy pieca i skraca czas naprawy na zimno. ERSOL we Francji to nieukształtowana seria materiałów ogniotrwałych, składająca się z cząstek stopionych ER1681 jako głównego składnika. Stosuje się go na dnie zbiornika wraz ze stopionymi cegłami, które mają doskonałą odporność na korozję szkła, a tendencja do tworzenia się pęcherzyków i tworzenia kamieni jest słaba. Dno niektórych pieców szklarskich w Japonii zostało wykonane z materiałów amorficznych. Badania teoretyczne materiałów ogniotrwałych stosowanych w piecach szklarskich za granicą skupiają się na tym, jak jeszcze bardziej poprawić odporność na korozję szkła i właściwości mechaniczne, aby jeszcze bardziej wydłużyć żywotność pieca.
