Tomando como exemplo o vidro float, os três principais equipamentos térmicos na produção de vidro incluem o forno de fusão, o banho de estanho e o forno de recozimento. No processo de produção de vidro, o forno de fusão é responsável por fundir os materiais da mistura em vidro líquido, clarificá-los, homogeneizá-los e resfriá-los até a temperatura necessária para a moldagem. O banho de estanho é o equipamento chave para a moldagem do vidro. O vidro líquido, a uma temperatura de 1050~1100°C, flui do canal de fluxo para a superfície do estanho no banho. O vidro líquido é alisado e polido na superfície do banho de estanho e, controlado por tração mecânica, proteções laterais e máquinas de trefilação lateral, forma uma fita de vidro com a largura e espessura desejadas. A fita sai do banho de estanho quando este esfria gradualmente até 600°C durante o processo. A função do forno de recozimento é eliminar a tensão residual e a heterogeneidade óptica do vidro float, além de estabilizar a estrutura interna do vidro. A fita contínua de vidro, aquecida a cerca de 600 °C pelo banho de estanho, entra no forno de recozimento através da mesa de rolos de transição. Todos esses três principais equipamentos térmicos requerem materiais refratários. Para garantir o funcionamento normal e estável do forno de fusão de vidro, o suporte de diversos materiais refratários é imprescindível. A seguir, apresentamos 9 tipos de materiais refratários comumente usados em fornos de fusão de vidro e suas características:
Tijolos de sílica para fornos de vidro:
Ingredientes principais: dióxido de silício (SiO2), com teor mínimo de 94%. Temperatura de operação: a temperatura máxima de operação é de 1600~1650℃. Características: boa resistência à erosão por escória ácida, mas baixa resistência à erosão por material alcalino. Utilizado principalmente em alvenaria de grandes arcos, paredes frontais e pequenos fornos.
Tijolos de barro refratário para fornos de vidro:
Ingredientes principais: Al2O3 e SiO2, com teor de Al2O3 entre 30% e 45% e de SiO2 entre 51% e 66%. Temperatura de operação: a temperatura máxima de operação é de 1350 a 1500 °C. Características: É um material refratário fracamente ácido com boa refratariedade, estabilidade térmica e baixa condutividade térmica. Utilizado principalmente na alvenaria do fundo da piscina do forno, nas paredes da piscina da área de trabalho e na passagem, nas paredes, arcos, tijolos de vedação inferiores e na chaminé da câmara de armazenamento de calor.
Tijolos de alta alumina para fornos de vidro:
Componentes principais: SiO2 e Al2O3, sendo que o teor de Al2O3 deve ser superior a 46%. Temperatura de operação: A temperatura máxima de operação é de 1500~1650℃. Características: Boa resistência à corrosão, suportando a corrosão por escórias ácidas e alcalinas. Utilizado principalmente em câmaras de armazenamento de calor, bem como em acessórios refratários para tanques de trabalho, canais de materiais e alimentadores.
Tijolos de mulita:
O principal componente dos tijolos de mulita é o Al₂O₃, com um teor de aproximadamente 75%. Por serem compostos principalmente por cristais de mulita, são chamados de tijolos de mulita. Possuem densidade de 2,7 a 3,2 g/cm³, porosidade aberta de 1% a 12% e temperatura máxima de operação entre 1500 e 1700 °C. A mulita sinterizada é utilizada principalmente na alvenaria de paredes de câmaras de armazenamento de calor. Já a mulita fundida é utilizada principalmente na alvenaria de paredes de piscinas, poços de observação, contrafortes de muros, etc.
Tijolos de zircônio-coríndon fundido:
Os tijolos de zircônio-coríndon fundido também são chamados de tijolos de ferro branco. Geralmente, os tijolos de zircônio-coríndon fundido são divididos em três graus de acordo com o teor de zircônio: 33%, 36% e 41%. Os tijolos de zircônio-coríndon usados na indústria vidreira contêm de 50% a 70% de Al₂O₃ e de 20% a 40% de ZrO₂. A densidade é de 3,4 a 4,0 g/cm³, a porosidade aparente é de 1% a 10% e a temperatura máxima de operação é de cerca de 1700 °C. Tijolos de coríndon de zircônio fundido com teor de zircônio de 33% e 36% são utilizados na construção de paredes de piscinas de fornos, paredes frontais da câmara de combustão, pequenos orifícios de sopro de fornos, arcos planos de pequenos fornos, chaminés de pequenos fornos, arcos de encaixe, etc. Tijolos de coríndon de zircônio fundido com teor de zircônio de 41% são utilizados na construção de cantos de paredes de piscinas, orifícios de escoamento e outras partes onde o líquido vidreiro erode e corrói os materiais refratários com maior intensidade. Este material é o refratário fundido mais utilizado na indústria vidreira.
Tijolos de alumina fundida:
Refere-se principalmente a tijolos refratários de coríndon α e β fundidos, compostos principalmente por 92% a 94% de fase cristalina de Al₂O₃ (coríndon), com densidade de 2,9 a 3,05 g/cm³, porosidade aparente de 1% a 10% e temperatura máxima de operação de cerca de 1700 °C. A alumina fundida apresenta excelente resistência à permeação de vidro e praticamente nenhuma contaminação do vidro líquido. É amplamente utilizada nas paredes da piscina de fusão, no fundo da piscina, nos canais de fluxo, nas paredes e no fundo da piscina do canal de material e em outras partes do forno de fusão de vidro que entram em contato com o vidro líquido e não requerem contaminação refratária.
Tijolos de quartzo:
O principal componente é o SiO2, presente em mais de 99%, com densidade de 1,9 a 2 g/cm³, índice de refração de 1650 °C, temperatura de trabalho de aproximadamente 1600 °C e resistência à erosão ácida. É utilizado na construção de paredes de piscinas de vidro de boro ácido, tijolos para furos de termopares em ambientes com chamas, etc.
Materiais refratários alcalinos:
Os materiais refratários alcalinos referem-se principalmente a tijolos de magnésia, tijolos de alumina-magnésia, tijolos de magnésia-cromo e tijolos de forsterita. Sua função é resistir à erosão causada por materiais alcalinos, e sua refratariedade varia de 1900 a 2000 °C. São amplamente utilizados na parede superior do regenerador do forno de fusão de vidro, no arco do regenerador, na estrutura da grelha e em pequenas partes da estrutura do forno.
Tijolos isolantes para fornos de vidro:
A área de dissipação de calor do forno de fusão de vidro é grande e a eficiência térmica é baixa. Para economizar energia e reduzir o consumo, é necessária uma grande quantidade de materiais isolantes para um isolamento completo. Em particular, as paredes da piscina, o fundo da piscina, o arco e as paredes do regenerador, da área de fusão, da área de trabalho, etc., devem ser isolados para reduzir a dissipação de calor. O tijolo isolante possui alta porosidade, é muito leve e sua densidade não ultrapassa 1,3 g/cm³. Como o desempenho de transferência de calor do ar é muito baixo, o tijolo isolante com alta porosidade tem um efeito isolante. Seu coeficiente de condutividade térmica é de 2 a 3 vezes menor que o de materiais refratários comuns; portanto, quanto maior a porosidade, melhor o efeito isolante. Existem muitos tipos diferentes de tijolos isolantes, incluindo tijolos isolantes de argila, tijolos isolantes de sílica, tijolos isolantes de alta alumina, entre outros.
Data da publicação: 25 de abril de 2025
