全氧燃烧技术是提高玻璃熔窑水平的有效手段之一。全氧燃烧具有降低NOx和粉尘排放、节约能耗、提高玻璃产量和质量及减少环保投资等优点，全氧燃烧技术是玻璃熔化技术的新革命。在我国能源供应十分紧张和环境负荷特别大的背景下，推广使用全氧燃烧技术具有十分重要的意义。
    
    采用全氧燃烧后，玻璃窑内水蒸气含量高达42%~53%，碱挥发物的体积浓度猛增至3～6倍，致使耐火材料被严重侵蚀。为减少窑衬材料的侵蚀、提高玻璃质量和延长窑炉使用寿命，全氧燃烧玻璃熔窑需要大量使用熔铸α-βAl2O3砖、高纯致密硅砖、优质熔铸AZS砖、熔融再结合镁铝尖晶石砖等新型优质耐火材料。
    
    为发展全氧燃烧技术，国家“十一五”科技支撑计划重大项目“绿色制造工艺与装备”设立了“玻璃熔窑全氧燃烧技术”课题。瑞泰科技股份有限公司承担有关耐火材料的研究，通过3年攻关，解决了一系列技术难题，大幅改进了熔铸α-βAl2O3砖的性能，成功研究了高纯致密硅砖、低玻璃相熔铸AZS和熔融再结合高纯镁铝尖晶石砖等新型优质耐火材料，并成功用于生产实践。

    全氧燃烧熔制玻璃技术优点
    全氧燃烧窑是一种用氧气作为助燃气体的窑炉，其特点在于燃烧气体停留时间长，火焰、窑温和窑压稳定，有利于玻璃熔化和澄清。

    玻璃熔化质量好。采用全氧燃烧后，窑内排出的烟气组分中，水汽含量高达42%～53%，玻璃液中OH-含量的增加将降低玻璃液黏度，有利于玻璃熔化与澄清。

    节能降耗。全氧燃烧时废气带走的热量和窑体散热同时下降。研究和实践表明，熔制普通钠钙平板玻璃可节能30%以上。

    改善燃烧。燃料燃烧完全，火焰黑度增幅大、温度高，配合料熔融速度加快，熔化率提高10%以上。

    熔窑建设费用低。窑体结构近似于单元窑，无小炉、蓄热室，窑体呈一个熔化部单体结构，占地小，建窑投资费用低。
    
    熔窑使用寿命长。全氧燃烧可使火焰分为两个区域，在火焰下部由于全氧的喷入，使火焰下部温度提高，而火焰上部的温度略低，可避免熔窑碹顶温度升高，减轻大碹烧损。同时，火焰空间使用了优质高档耐火材料，窑龄可提高到10年以上。
    
    减少NOx排放，生产成本总体下降。全氧燃烧时熔窑废气中NOx排放量从蓄热式窑1550~2200mg/m3（标准状况）降低到全氧窑500mg/m3（标准状况）以下，同时粉尘排放减少约80%，SO2排放量减少30%，极大地减少有害物的排放。

    全氧燃烧玻璃窑耐火材料的使用要求
    
    全氧玻璃窑中的化学侵蚀。由于实施全氧技术，窑炉中N2的浓度大幅减少，水蒸气和挥发性组分浓度大幅提高。显著增加的高碱性组分在玻璃配合料表面、玻璃液表面、窑气中和耐火材料表面将发生一系列化学反应，挥发出的R2O或ROH将严重侵蚀耐火材料中所有含有SiO2的物质，使窑衬很快发生损坏。
    
    更高纯度的硅质耐火材料。硅砖因高抗蠕变性、低导热、低比重、低价格和低污染玻璃的特性被用于传统玻璃窑。在全氧玻璃窑中，硅砖的寿命大幅缩短，成为窑炉中最为薄弱的环节。但是，很多使用者和研究者还是希望能够使用硅砖。一方面，可以在侵蚀不十分严重的区段使用硅砖；另一方面，硅砖的质量也有大幅改善的余地。
    
    如果提高硅砖的纯度，降低硅砖显气孔率及热膨胀率，可大幅改善硅砖的抵抗碱蒸汽侵蚀的能力。据报道，150吨/日全氧燃烧玻璃窑上，采用CaO含量0.8%，显气孔率18％的低钙、低气孔硅砖作为熔化部大碹，使用3年半后，大碹还相当平整，没有鼠洞，也没有明显的侵蚀现象。所以，可以在全氧玻璃熔窑使用改性高纯硅砖。
    
    更低玻璃相的熔铸AZS耐火材料。熔铸AZS耐火材料的蚀损过程为：砖中玻璃相的渗出；砖中的玻璃相逐渐被池窑玻璃取代；α-βAl2O3转化成α-βAl2O3；刚玉消耗完毕，耐火材料解体，残余斜锆石以结石的形式进入池窑玻璃。由于高的碱蒸汽浓度，熔铸AZS材料受到更强的侵蚀。所以，全氧燃烧窑中要酌情减少普通熔铸锆刚玉耐火材料的用量，并使用更低玻璃相的熔铸锆刚玉耐火材料。
    
    晶相结构更佳的熔铸α-βAl2O3耐火材料。熔铸α－βAl2O3耐火材料具有理想的岩相结构，约含45％的α－Al2O3和55％的β－Al2O3相，杂质相约为1％，气孔率约2％。由于几乎不含有硅酸盐相，结构中含有被碱饱和的β－Al2O3相，且β－Al2O3与α－Al2O3交错生长形成致密的结构，极佳的晶相结构使其具有优异的抗碱蒸汽侵蚀和几乎不污染玻璃优异性能，成为全氧燃烧玻璃熔窑的首选主体材料之一。因此，全氧燃烧玻璃窑中推荐扩大熔铸α-βAl2O3耐火材料的用量。
    
    熔融再结合镁铝尖晶石材料。熔融再结合镁铝尖晶石材料由高纯电熔镁铝尖晶石砂经高温烧结制成，具有较好的抗侵蚀性和抗蠕变性，该材料已经开始在全氧燃烧玻璃窑中试用。

    全氧玻璃窑用新型耐火材料
    
    低玻璃相渗出熔铸AZS。瑞泰科技股份有限公司投入巨资，先后研制成功一系列熔铸耐火材料专用先进装备，大幅提高了熔铸耐火材料的生产水平，奠定了制造优质熔铸耐火材料的物质基础。
    
    首先，瑞泰科技建造的熔铸耐火材料专用程控电弧炉，用程控取代手控，提高了控制精度，稳定了熔炼过程；制订更加合理的熔化制度，取得了节省熔炼电耗和提高产品质量的效果。
    
    其次，瑞泰科技研制了熔铸电弧炉专用收尘系统，通过改变氧化法熔炼的通风、排气、收尘，减少了物料损失，改善了熔炼作业环境，提高了料液化学成分的稳定性，对提高合格率、改善产品质量起到了重要作用。
    
    再次，瑞泰科技研制了树脂结合型砂，将型砂软化温度从约1000℃提高到近1700℃。一方面，大大减少了黏砂、鼓肚缺陷；另一方面扩大了冷却速度范围，通过采取加强保温，降低温差等措施减少了热应力和铸件开裂。通过采取这些措施，瑞泰科技生产的熔铸AZS的质量和稳定性得到显著提高，并大大降低了砖材加工量，从而生产出优质熔铸锆刚玉耐火材料。
    
    优质熔铸α－βAl2O3耐火材料。瑞泰科技长期致力于提高和改善熔铸α－βAl2O3耐火材料质量的研究，攻克了大规模制造α－βAl2O3耐火材料的技术难题，能够制造出外形结构复杂、多种尺寸规格、结晶均匀致密的高档熔铸α-βAl2O3耐火材料，理化性能见表1。
   
    高纯、低气孔硅砖。瑞泰科技通过采用特殊化学外加剂，大幅降低了矿化剂的用量，通过使用计算机辅助技术，快速实现了全局优化，研制出了低气孔率、低真比重、低残余石英、高强度的高纯硅砖，理化性能见表2。
     
    熔融再结合镁铝尖晶石砖。瑞泰科技通过调整级配、适量添加添加剂等措施，研制出具有优异的抗碱侵蚀性、抗热震性，适用于全氧、富氧玻璃窑炉的再结合镁铝尖晶石砖。
    
    国产耐火材料在全氧玻璃熔窑的应用。2006年，河北石家庄宝石电子集团公司玻管厂的35m2全氧燃烧窑开始选用瑞泰科技生产的熔铸AZS和α-βAl2O3耐火材料，获得了良好的使用效果。经过多年的试用，瑞泰科技的产品达到了与进口产品类似的效果，可以满足全氧燃烧玻璃熔窑的需要。

    方兴科技500吨/日全氧燃烧玻璃窑大量采用了国产耐火材料。该生产线2011年1月23日投产，目前达产达标，运行状况良好。
    
    大明玻璃等一大批企业已投资建设全氧燃烧玻璃熔窑，关键部位的熔铸AZS和熔铸α-βAl2O3耐火材料采用瑞泰科技的产品。特别是大明玻璃公司的全氧燃烧熔化部12m跨度的碹顶，就采用了瑞泰科技的熔铸α-βAl2O3耐火材料。在建的湖南普照科技发展有限公司、江苏宜兴晶元公司等大量的全氧燃烧玻璃熔窑同样采用了瑞泰科技熔铸材料。

    耐火材料性能价格对比
    
    耐火材料的性能比较。多年来，国内外对全氧燃烧玻璃熔窑中耐火材料的选择作了大量研究。硅砖的主要特点是污染玻璃的可能性比较低，但抗侵蚀性最差。熔铸AZS砖的抗侵蚀性优良，但污染玻璃的可能性较高。熔融再结合尖晶石砖的抗侵蚀性优良，污染玻璃的趋势也较低，但抗热震性不够理想。进口尖晶石砖的价格很高，使用率较低。熔铸α-βAl2O3砖的抗侵蚀性能最好，产生缺陷的趋势低，性价比高，使用最为成熟，在全氧燃烧玻璃熔窑上用于上部结构可以连续使用2个窑期以上，是目前重点推介的材料。

    耐火材料的价格比较。硅砖的价格最低，依次是再结合镁铝尖晶石砖、熔铸AZS、熔铸α-βAl2O3。

    目前，国产耐火材料在国内和国外市场上价格方面具有非常明显的优势。例如，200吨/日日用玻璃窑使用进口耐火材料和国产耐火材料的价格对比见表3。  

    对于800吨/日浮法玻璃窑节省资金高达3000万元以上。这对于玻璃企业是一个相当可观的数字。因此，国产耐火材料相对进口耐火材料在价格上的优势是不言而喻的。
    
    中国制造耐火材料已有相当的国际竞争力。一方面，中国制造耐火材料在性价比方面优势明显；另一方面，中国制造耐火材料在质量方面也在不断提高。由于采用计算机技术、优化工艺技术能够高效、快速地开发新产品或改进已有产品，通过更新装备，采用先进管理，不断提高制造水平，国产耐火材料和进口耐火材料的质量差别将越来越小，中国制造耐火材料的性价比优势将越来越大。毋庸置疑，中国制造的耐火材料将具有光辉灿烂的未来！