Laboratory studies of the glass furnace refractory structure

Abstract

The control of contact refractory life and therefore furnace life is dependent to a considerable degree on the structural commitment of the refractory as well as on its physical and chemical nature. The nature and rate of refractory degradation can be controlled to a degree by the design of the furnace structure and by the complimentary assemblage of the refractory components of a structure. This latter is particularly true in the bottom lay-up of the tank melter. Principles of refractory behavior under stress of environment are basic. They are, however, sometimes compromised in practice with negative effects on furnace life. It is the purpose of this paper to present laboratory demonstrations supporting the above thesis. Some of the specific subjects discussed include the dynamics of melter-bottom wear and approaches to the stabilization of this zonal problem. The use of mortars and sub-paving ramming mixture to control joint attack in the furnace bottom has merit. Consideration must be given to metal attack as well as to reaction between refractory and glass. Since thermal factors are of importance in control of corrosive and erosive attack, consideration must be given to thermal profiles through refractory structures. Le contrôle de la vie des réfractaires en contact avec le verre et donc de la vie du four dépend, dans une proportion qui est considérable, de la tenue structurale du réfractaire et de sa nature physique et chimique. Jusqu'à un certain point, la nature et la vitesse de dégradation du réfractaire peuvent dépendre du dessin de la structure du four et de l'assemblage adéquat des réfractaires qui composent cette structure. Ceci est particulièrement vrai en ce qui concerne le tracé du fond de la cuve. Les principes qui gouvernent le comportement des réfractaires sous contrainte de l'environnement sont simples. Cependant, ces principes sont parfois compromis dans la pratique par des influences negatives qui s'exercent sur la vie d'un four. Le but de cette communication est de présenter une démonstration faite en laboratoire et destinée à étayer la thèse ci-dessus. On discute notamment la dynamique de l'usure du fond de la cuve et les voies permettant d'étudier la stabilisation de ce problème de zone. L'utilisation de mortiers et de mélanges sous le pavement dans le but de contröler l'attaque des joints de la sole du four a un effet favorable. Il faut considérer à la fois l'attaque par le verre fondu et les réactions entre les réfractaires et le verre. Comme les facteurs thermiques sont importants lorsqu'il s'agit de contröler l'attaque par corrosion et erosion, il est nécessaire de prendre en considération les profils thermiques dans toute l'épaisseur de la structure des réfractaires.