玻璃窑硅砖(silica brick for glass melting furnace)

砌筑玻璃池窑(不与玻璃液接触的)高温部位所用的硅质耐火制品。池窑是由各种耐火材料砌筑的复杂而庞大的砌体。它的拱顶多使用硅砖、胸墙、小炉也曾全部使用硅砖，20世纪70年代以来有的被电熔锆刚玉或β-氧化铝制品代替。有的玻璃窑的蓄热室拱顶和格子砖也采用硅砖。

性能       玻璃窑硅砖性能有：(1)高温体积稳定，不会因温度波动而引起炉体变化。由于硅砖的荷重软化温度高、蠕变率小、玻璃窑在1600℃下可以保持炉体不变形，结构稳定；(2)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；(3)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，使侵蚀速度变低，起到保护作用；(4)体积密度小，可减轻炉体重量。玻璃窑硅砖的理化性能见表。

一般鳞石英50％～75％。高级制品由于熔剂性杂质少，方石英可超过50％。残存石英不大于3％。有的用户希望用方-鳞型硅砖，即方石英与鳞石英含量之比大于1。更多的用户希望使用鳞-方型硅砖，即方石英与鳞石英含量之比等于或小于1。鳞-方型硅砖线膨胀率小，有利于烘窑时保持窑体稳定性。在使用时热端砖中的鳞石英可逐步转化为方石英，低熔物向冷端迁移。

制品外形应规整，尺寸偏差不大于设计值的±1％，楔形砖的锥度要准确。不允许有宽度大于0.5mm的裂纹和因冷却不当而产生的冷却裂纹，工作面与非工作面的裂纹长度应分别予以限制。砖面扭曲不大于砖长的0.5％。

制造工艺        选择SiO₂含量98％的石英岩为原料，用水冲洗除去泥土。粉碎后过3mm、2mm、1mm多层筛，筛下料分别贮存。用球磨机或其他细粉碎设备生产小于0.088mm的细粉，根据制品的质量要求进行粒度级配。为了减少烧成时的膨胀可加入10％以下的废硅砖。各种粒度的粉料在混碾机中与矿化剂、结合剂和水混练，用成型机械制成砖坯，对于形状复杂或大型的制品可采用震动成型机、风锤或手工成型。成型后的每块砖坯都要检查尺寸和外形，将合格的砖坯进行干燥。进入隧道式干燥器的砖坯入口处温度和室式干燥器的最初温度要低于70℃。大型砖坯及手工成型砖坯适于在室式干燥器中干燥，最初温度不超过60℃，40kg以上的砖坯应先在空气中干燥48h以上。干燥好的砖坯再次进行检查，重点是检查表面裂纹和内部层裂。砖坯干燥后的残余水分不大于1％，大砖不超过0.5％。砖坯在隧道窑、倒焰窑或梭式窑中烧成。倒焰窑或梭式窑适宜烧成大型砖，用小型砖加以包挡。最高烧成温度根据原料的转化性能和制品的质量要求在1380～1450℃。制品冷却的危险阶段是600℃以下，因晶型转变，体积迅速收缩，易产生裂纹，降温速度应进行控制。冷却后的制品要进行逐块检选，大拱顶砖应根据用户要求按尺寸公差的不同进行分档并在砖上作出标志。重要部位的砖需要加工、预砌、编号。加工后的砖在预砌前应再次检查外观。

使用       应存放在防水的仓库中，受水湿后在100℃以下的温度缓慢烘干仍可使用。含水硅砖经冷冻后影响强度，干燥后需经再检验。砌筑应按制造厂提供的膨胀率留出膨胀缝。烘炉或周期性使用的温度一时间曲线应合理制订，特别是600℃以前膨胀激烈要严格控制。砌砖使用的泥浆质量要与砖相适应，有时砖的损坏是由于砖缝先被侵蚀导致碱蒸气进入。

展望       现在有的玻璃厂为了提高熔化温度和延长窑炉整体寿命，把小炉口、胸墙改用熔铸砖，还有的把拱顶或其中一部分改用其他材质。硅砖的消耗比例可能小一些，但是硅砖具有高的荷重软化温度、质轻、价低等优势，玻璃窑大拱和一部分炉子的上部结构仍将使用硅砖j因此，提高玻璃窑硅砖的质量仍是不可忽视的。