1. Nhiệt độ và điều kiện môi trường của máy tái sinh
Khi xác định được tổng chiều cao H của thân lưới và nhiệt độ trên và dưới t1 và t0 trong kết cấu lò tái sinh và các thông số vận hành, nhiệt độ khí thải ti ở bất kỳ mức nào cũng có thể được ước tính theo công thức sau, có thể được sử dụng làm một trong những cơ sở để lựa chọn vật liệu chịu lửa.
Do đó, việc lựa chọn vật liệu chịu lửa cho lò tái sinh phải đáp ứng các điều kiện sau:
(1) Chu kỳ nhiệt độ thay đổi;
(2) Hiệu ứng oxy hóa/khử;
(3) Xói mòn ruồi rắn;
(4) Ảnh hưởng của bay hơi và ngưng tụ.
Đối với vật liệu chịu lửa thân lưới, cũng cần phải có giá trị trao đổi nhiệt tốt để đáp ứng nhu cầu về hiệu suất nhiệt của thân lưới.
2. Lựa chọn vật liệu chịu lửa hợp lý
1. Lớp trên của thân lưới
Nhiệt độ giảm trên mỗi mét trong bộ tái tạo thường là 80-100 độ, và nhiệt độ cao nhất ở đỉnh của thân lưới đạt 1380-1400 độ. Ở lớp trên cùng của thân lưới ở nhiệt độ trên 1300 độ, nên sử dụng độ tinh khiết cao liên kết trực tiếpgạch magnesia. Gạch này được nung ở nhiệt độ cao (1780-1800 độ) với cát nung có độ tinh khiết cao. Hàm lượng CaO, SiO2 và Fe2O3 thấp, và pericla được liên kết trực tiếp. Pha khí và pha lỏng khó có thể xâm nhập vào gạch. Thân gạch có khả năng chống ăn mòn mạnh và có thể làm giảm hiện tượng đóng nắp của bột liên kết bề mặt.
Do SiO2 trong vật liệu bay sẽ dần dần đi vào các vết nứt của thân gạch và làm thay đổi tỷ lệ CaO/SiO2 của phần nền, pha diopside CMS2 nóng chảy thấp, magiê scapolite C2MS2, forsterite M2S và magiê rhodonite C3MS2 sẽ được hình thành, dẫn đến hiệu ứng thể tích lớn. Tinh thể periclite cũng có thể dần dần phát triển dưới tác động của hơi kiềm, khiến thân gạch bị nứt, vỡ và bong ra, rút ngắn tuổi thọ của thân gạch.
Trong môi trường khử không yếu, canxi vanadat ở dạng lỏng, thấm vào gạch để thúc đẩy sự phát triển của tinh thể periclase và cũng làm cho thân gạch bị biến dạng.
2. Lớp giữa của lưới
Nhiệt độ của lớp giữa của lưới khoảng 800-1100 độ, có thể lựa chọn vật liệu chịu lửa magnesia-crom, forsterit và magnesia-alumina. Vật liệu magnesia-alumina có khả năng chống xói mòn sunfat mạnh, nhưng đắt tiền. Loại vật liệu chịu lửa này vẫn chưa được sử dụng rộng rãi ở Trung Quốc. Nhiệt độ sử dụng của gạch forsterit không được vượt quá 1050 độ, và chúng được sử dụng ở vùng nhiệt độ thấp của lớp giữa.
Có hiện tượng hóa lỏng và đông đặc liên tục của sunfat ở lớp giữa của lưới. Điều này là do chất xúc tác nứt chuỗi cacbon V2O5 còn sót lại trong dầu nặng, biến SO2 trong khí thải thành SO3 và dần dần ăn mòn vật liệu chịu lửa của lưới. Sự giãn nở đông đặc của nó có thể gây ra thiệt hại giòn ứng suất tương ứng cho kết cấu gạch.
Trên 1000 độ, sunfat sẽ phản ứng với MgSO4 tạo thành NaxMg(yS2O2)2, cường độ phản ứng sẽ tăng theo tỷ lệ Na2O/SO3. Để cải thiện khả năng chống ăn mòn của gạch magie-crom, hàm lượng Cr2O3 phải được tăng lên càng nhiều càng tốt, và mức độ liên kết trực tiếp của pha khoáng phải được tăng lên để spinel crom bao bọc các hạt periclase, có thể kéo dài tuổi thọ sử dụng của nó.
3. Lớp dưới của lưới và các bộ phận khác
Nhiệt độ của lớp dưới của lưới dưới 800 độ, và ăn mòn hóa học yếu, nhưng tổng trọng lượng của lưới tái sinh ít nhất là 40-50t, và tải trọng đơn vị của lớp dưới của lưới cao tới 8-10t/m2. Ngoài ra, cần sử dụng phương pháp ngọn lửa để làm tan chảy và làm sạch lưới. Do đó, nên sử dụng gạch đất sét nung có độ xốp thấp chất lượng cao, có khả năng chống biến dạng mạnh và khả năng chống sốc nhiệt tốt. Để ngăn ngừa phản ứng tiếp xúc giữa gạch kiềm và gạch đất sét, có thể sử dụng gạch có hàm lượng nhôm cao làm lớp chuyển tiếp giữa lớp giữa và lớp dưới của lưới.
Các bộ phận khác của lò tái sinh bao gồm đỉnh vương miện, tường bên và đỉnh vỉ lò, nơi vật liệu chịu lửa tương đối yếu trong quá trình xói mòn. Nhìn chung, đỉnh vòm lò tái sinh được làm bằng gạch silica chất lượng cao và các bức tường bên được chia thành ba phần. Tường lò tái sinh ở không gian phía trên của thân lưới được làm bằng gạch silica chất lượng cao và tường mục tiêu cũng có thể được làm bằng gạch magnesia-crom liên kết trực tiếp. Từ phần phía trên thanh vỉ lò đến bề mặt trên cùng của thân vỉ lò, giải pháp tốt hơn là sử dụng cùng vật liệu với thân vỉ lò ở cùng một phần chiều cao, có thể kéo dài tuổi thọ của tường. Một giải pháp khác là sử dụng gạch kiềm hoặc gạch magnesia-crom liên kết trực tiếp thấp hơn một cấp so với vật liệu thân vỉ lò tương ứng ở phần trên, gạch magnesia-crom liên kết trực tiếp ở phần giữa, gạch đất sét có độ xốp thấp ở phần dưới và gạch đất sét cấp một bên dưới thanh vỉ lò. Vòm thanh vỉ lò thường sử dụng gạch đất sét có độ xốp thấp và cũng có thể sử dụng vật liệu AZS đúc nóng chảy với vòm bảo vệ bằng đất sét.
3. Dạng cấu trúc của vật thể dạng lưới
Trong lò nấu chảy thủy tinh, thân lưới tái sinh thường được sắp xếp theo kiểu Siemens và đan rổ với gạch thẳng. Tuy nhiên, các lỗ lưới thường bị chặn. Khi tắc nghẽn nghiêm trọng, các biện pháp như sửa chữa nóng và thay thế gạch lưới được thực hiện. Điều kiện sửa chữa nóng rất tệ và cường độ lao động cực kỳ cao. Gạch hình trụ bát giác được sử dụng để thay thế gạch thẳng ban đầu. Lưới có hình ống khói và không dễ bị chặn. Không cần sửa chữa nóng trong toàn bộ thời gian nung. Chỉ cần kiểm tra thường xuyên. Nếu có một lượng tắc nghẽn nhỏ, có thể làm sạch phần dưới của lưới bằng cách nung chảy từ dưới lên trên.
Một trong những công nghệ tiết kiệm năng lượng quan trọng đối với lò nấu chảy thủy tinh lớn là thúc đẩy sử dụng gạch lưới hình trụ. Gạch lưới hình trụ bát giác giữ nguyên các tính chất vật lý và hóa học của gạch thẳng ban đầu và dễ lắp đặt. Các viên gạch được căn chỉnh lên xuống về cơ bản không có bộ phận treo tự do. Cấu trúc ổn định, diện tích gia nhiệt trên một đơn vị thể tích của lưới cao và tuổi thọ dài, ngày càng được coi trọng. Độ dày thành của gạch hình trụ có thể giảm xuống còn 40mm, không chỉ làm giảm trọng lượng của lưới đơn vị mà còn làm tăng độ dẫn nhiệt. Chi phí của lưới hình trụ cao hơn khoảng 15% so với lưới giỏ và thấp hơn khoảng 15% so với lưới chữ thập. Tuy nhiên, về mặt tiết kiệm năng lượng, sự khác biệt giữa lưới hình trụ và lưới chữ thập không nhiều. Lượng nhiệt tiêu thụ của lưới giỏ tăng 1% đến 2% mỗi năm, lượng nhiệt tiêu thụ của lưới trụ tăng khoảng 0,5% mỗi năm, tiết kiệm được rất nhiều năng lượng do quá trình "lão hóa" chậm lại.
Trong thiết kế kết cấu máy tái sinh, cần đặc biệt chú ý đến phương pháp kết nối giữa gạch lưới hình trụ và vòm lưới. Nên sử dụng cách sắp xếp gạch thẳng Siemens để chuyển tiếp giữa gạch lưới hình trụ và vòm lưới, với chiều cao khoảng 1m. Theo cách này, các lỗ lưới có thể được kết nối trơn tru lên xuống, và tính đồng đều của khí đi vào lưới hình trụ có thể được cải thiện, phát huy đầy đủ các ưu điểm của gạch lưới hình trụ và cải thiện hiệu suất nhiệt của lò nấu chảy thủy tinh.
Hiện nay, lò tái sinh của lò nấu chảy thủy tinh trong nước đã dần thay đổi từ kết cấu đường lên truyền thống thành kết cấu phân vùng hoặc kết nối hình hộp. Tăng cường hơn nữa nghiên cứu về lựa chọn hợp lý vật liệu chịu lửa cho lò tái sinh, sử dụng cấu hình phân vùng và phát triển các loại mới có thể đáp ứng các yêu cầu về cải thiện hiệu suất và tuổi thọ của lò tái sinh. Có ý nghĩa to lớn đối với việc sản xuất thủy tinh chất lượng cao trong lò nấu chảy thủy tinh trong nước và sớm hiện thực hóa các mục tiêu phát triển là tiêu thụ năng lượng thấp, hiệu suất nhiệt cao, quy mô trọng tải lớn và tuổi thọ lò dài.
