"掃描二維碼，關(guān)注協(xié)會動態(tài)"
近年一些玻璃廠熔窯池底陸續(xù)發(fā)生漏料，經(jīng)分析，漏料的原因主要是池底結(jié)構(gòu)未能有效防止玻璃液向上鉆孔和金屬顆粒向下鉆孔侵蝕所致，為此要求池底結(jié)構(gòu)具有防止玻璃液向上鉆孔和金屬顆粒向下鉆孔侵蝕的性能。
1池底侵蝕的機理
玻璃液從磚的下面向上鉆孔以及金屬顆粒向下鉆孔兩種類型的侵蝕都是由發(fā)生在三種物質(zhì)界面上的自由界面層的對流引起的，在通常的情況下，這三種物質(zhì)是耐火磚─玻璃液─氣泡或者是耐火磚─玻璃液─金屬（見圖1）。界面層對流的結(jié)果加劇了在三種物質(zhì)界面上的物質(zhì)互換和對耐火材料的侵蝕。如眾所周知的位于玻璃液面線處的耐火磚的侵蝕較劇就是這種情況所致。
圖1界面層對流圖形
當(dāng)玻璃液在電熔澆鑄的池底鋪面磚下面流動，或者當(dāng)玻璃液穿過池底鋪面磚的垂直接縫與鋪面磚下面的耐火材料起反應(yīng)時，就會產(chǎn)生氣泡[見圖1-（1）]，這些氣泡會迅速向上侵蝕上面的電熔鋯剛玉。池底鋪面磚以下的耐火磚產(chǎn)生氣泡的趨勢是很重要的。如耐火磚產(chǎn)生氣泡的趨勢大，則向上侵蝕量也大。
由氣泡所引起的最初的侵蝕點是在層間的水平縫中，如鋪面磚為單層時，則在鋪面磚和密封層之間的水平接縫中（見圖2）。垂直接縫中的侵蝕作用比水平接縫少一些。但由于玻璃液是通過垂直的接縫流到水平接縫里的，因此應(yīng)使池底鋪面磚、接縫及密封層三個部位結(jié)合成密閉不可分割的整體，才能有效地防止玻璃液滲流到水平接縫里。
由氣泡所引起的最初的侵蝕點是在層間的水平縫中，如鋪面磚為單層時，則在鋪面磚和密封層之間的水平接縫中（見圖2）。垂直接縫中的侵蝕作用比水平接縫少一些。但由于玻璃液是通過垂直的接縫流到水平接縫里的，因此應(yīng)使池底鋪面磚、接縫及密封層三個部位結(jié)合成密閉不可分割的整體，才能有效地防止玻璃液滲流到水平接縫里。
圖2池底鋪面磚的侵蝕過程
2 對策
（1）玻璃液向上鉆孔侵蝕
采用與鋪面磚晶相基本相同的三種電熔AZS搗打料（見表1）作鋪面磚下面的密封層和嵌死鋪面磚之間磚縫，使電熔磚、接縫及密封層在1250℃燒結(jié)成完整的抗耐玻璃液侵蝕的復(fù)合層整體（見圖3和圖4）。
（1）玻璃液向上鉆孔侵蝕
采用與鋪面磚晶相基本相同的三種電熔AZS搗打料（見表1）作鋪面磚下面的密封層和嵌死鋪面磚之間磚縫，使電熔磚、接縫及密封層在1250℃燒結(jié)成完整的抗耐玻璃液侵蝕的復(fù)合層整體（見圖3和圖4）。
表1 電熔AZS搗打料
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項目
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指標(biāo)
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50
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06
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04
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最大顆粒度，mm
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5
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0.6
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0.4
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化學(xué)組成(%)
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ZrO2 ≥
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30
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Al2O3 ≥
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48
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SiO2 ≤
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20
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Fe2O3 ＜
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0.18
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其他 ≤
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2.5
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體積密度，g/cm3
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3.20
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3.10
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3.10
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晶體組成，%
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剛玉（a-Al2O3）、斜鋯石、莫來石、玻璃相（18~20%）
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玻璃相滲出溫度，℃
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800~1200
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可塑性溫度范圍，℃
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800~1300
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玻璃相失透（轉(zhuǎn)變?yōu)槟獊硎囟龋?/span>
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1200
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發(fā)泡率
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3~4
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接觸鈉鈣玻璃時的抗侵蝕強度
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優(yōu)，直至1400℃
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產(chǎn)品狀態(tài)
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干粉狀
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圖3 抗耐玻璃液侵蝕的復(fù)合層整體
圖4 1250℃電熔磚、密封層燒結(jié)成復(fù)合層整體
采用電熔AZS搗打料的抗耐玻璃液侵蝕的復(fù)合層整體高溫下作用過程如下：
—800℃以下時，AZS搗打料膨脹按小于AZS電熔材料膨脹系數(shù)的系數(shù)有規(guī)則增加，負荷為零及負荷為2或4kg/cm2時基本上沒有出入；
—超過800℃至1100℃，AZS搗打料通過電熔顆粒的玻璃相呈現(xiàn)燒結(jié)現(xiàn)象。玻璃相一直增加，到1200℃為最多。產(chǎn)生雙重結(jié)果：
①AZS搗打料的可塑性在這一溫度區(qū)內(nèi)最為可觀：
②33#電熔鋯剛玉中含有約20%的玻璃相，這與AZS搗打料情況類似，因此兩者之間可以很好地粘附；
—超過1200℃AZS搗打料發(fā)生失透，玻璃相轉(zhuǎn)變?yōu)槟獊硎?，實際上就是AZS搗打料發(fā)生了陶瓷化，可塑性轉(zhuǎn)弱，這有很多好處；
①AZS搗打料生料的膨脹性遠比池底鋪面磚材料小，其次，這種膨脹性只以800℃以下時為限，超過這個溫度，AZS搗打料即成為應(yīng)變材料；
②溫度800～1300℃之間AZS搗打料的可塑性及粘附性有利于接縫在某些有微弱位移的情況下保持密閉，比如回頭料裝料時就有可能如此；
③在實際使用時，溫度到達穩(wěn)定狀態(tài)之后，三種AZS搗打料便開始進行陶瓷體變化，并且逐漸融合成一體，這樣，整個池底材料便結(jié)合成密閉而不可分裂的整體。在搗打料與池底磚之間形成的玻璃相粘附層是可靠的中間隔層。這樣的化學(xué)結(jié)構(gòu)和礦物結(jié)構(gòu)保證了整個池底結(jié)構(gòu)的勻稱和牢固。
應(yīng)當(dāng)特別的指出：采用與鋪面磚晶相不同和Fe2O3以及其他雜質(zhì)含量較高的搗打料，由于在高溫下不能與鋪面磚燒結(jié)成復(fù)合層整體及發(fā)泡率高（見表2），其抗耐玻璃液向上鉆孔侵蝕性能差，該搗打料在浙江某玻璃廠和安徽某玻璃廠玻璃熔窯上使用不到一年，池底就發(fā)生漏料而被迫停窯。
表2 國內(nèi)某廠AZS搗打料化學(xué)成分
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化學(xué)成分
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Na2O
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MgO
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Al2O3
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SiO2
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P2O5
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CaO
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TiO2
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Fe2O3
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K2O
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ZrO2
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Cr2o3
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0.06
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13.6
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29.5
(16.4)
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~3.0
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0.07
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2.26
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0.25
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0.05
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49.5
(45.3)
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0.04
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發(fā)泡率
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50~53
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注:1.（）內(nèi)數(shù)據(jù)屬于第二次測定數(shù)據(jù)，由此看出此搗打料成分波動較大
2.從表中看出，Fe2O3等雜質(zhì)含量高，發(fā)泡率高
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（2）金屬顆粒向下鉆孔侵蝕
通常，金屬是和原料、配合料及碎玻璃一起混入窯內(nèi)的。在特殊情況下，使用金屬工具對窯的上部結(jié)構(gòu)和大碹進行熱修時也有可能使金屬落入到池底。因此防止金屬顆粒向下鉆孔侵蝕的關(guān)鍵在于用強力磁鐵剔除配合料及碎玻璃中混入的金屬雜質(zhì)。
同時在AZS池底密封層下面增加鋯英石磚，其作用是能與玻璃反應(yīng)形成一種粘性物質(zhì)伸入張開的磚縫內(nèi)，并把金屬包裹起來，防止玻璃液穿透到下部和金屬向下鉆孔。
結(jié)語
抗耐玻璃液侵蝕的復(fù)合層整體吸收了最佳耐火材料的所有長處，具有極佳的抗玻璃液向上鉆孔侵蝕和金屬顆粒向下鉆孔侵蝕性能，使電熔磚、接縫及密封層三個部位結(jié)合成密閉而不可分裂的整體，能夠有效防止熔窯漏料，延長熔窯壽命。
參考文獻：
[1]《大大改善的熔窯池底》，[法]P.讓瓦納J.吉戈尼
[2]《玻璃池底結(jié)構(gòu)缺陷表現(xiàn)的原因》西德（sprechsaal）1986第九期
[3]《關(guān)于玻璃池窯窯體保溫問題》，輕工業(yè)部設(shè)計院，白經(jīng)田梁德海周品華
[4]《玻璃熔窯用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范匯編及使用指南》中國中輕國際工程有限公司梁德海主編
[5]《玻璃熔窯運行事故及處理技術(shù)》中國中輕國際工程有限公司梁德
