玻璃熔窑用池壁绑砖的研究

周金毅 商宜农 李笃斌 郭嘉利 李树卿 孟 磊

1.中国建材国际工程集团有限公司 上海 200063 2.淄博旭硝子刚玉材料有限公司 山东淄博 255200

一、前言

贴绑砖作业是延长窑炉寿命的重要手段，也是众多玻璃企业所熟悉的窑炉维护作业方式[1]，对于绑砖要求致密耐玻璃液侵蚀，同时也要求贴绑砖作业中避免炸裂，否则会严重影响绑砖使用效果，这是矛盾的两个方面，本文从电熔砖自身特性与贴绑砖作业两方面探讨如何能够做到二者的统一。

二、电熔砖特性实验

（一）样品选择

选择200mm*230mm*200mm的33#，36#AZS普通浇铸样品，铸口面位于200mm*200mm平面，从铸口面对面角部切开50mm*50mm*120mm的样品进行成分分析、热膨胀测定与热震试验。

（二）电熔砖特性测试条件、方法

化学成分采用RIX2100 PrimusⅡZSX100e荧光分析仪进行分析，热膨胀测定采用DLY-9500型横型热膨胀仪测定，温度为100-1400℃，温度间隔为50摄氏度；热震实验将样品加热到1100℃，保温30分钟，然后空气中冷却10min方式循环10次，测定出现裂纹与剥落的回数。

三、电熔砖实验结果

（一）化学分析结果汇总如下表1所示：

（二）热膨胀曲线测定

将各温度点测定结果做成曲线，置于统一表格中，结果对比如图1：

从图1中可以看出，虽然样品成分有所差别，但热膨胀率差别不大，最大值为0.83%，热膨胀率在1100-1200℃之间有突变，其余基本可以看做是线型关系。

（三）热震试验

为确认如前所述，将从样品角部切成的50mm×50mm×120mm样品加热到1100℃，保温30分钟，然后常温空气中冷却10min（温度25℃）方式循环10次，测定出现裂纹与剥落的回数，汇总结果如下表2所示，裂纹与剥落回数出现的越晚，表明抗急冷急热能力越强：

表1

图1 33#，36#AZS热膨胀曲线

图2 热震照片

从结果看，氧化硅、氧化钠含量较低的33#-3样品最先出现裂纹，而氧化硅、氧化钠含量较高的36#样品出现裂纹的回数要晚，但所有样品出现剥落回数相同，但整体不抗热冲击，急冷急热情况非常容易发生裂纹，与成分差别几乎无关，剥落部位为产品角部，裂纹位置随机不具有规律。

四、贴绑砖作业分析

在通常窑炉贴绑砖作业时，会常见有以下两种种烤砖方式：

I）将绑砖在窑炉池壁等位置放置加热到一定温度后实施贴绑砖作业[2]；

II）将绑砖在特制的加热炉内加热到900℃左右取出再进行贴绑砖作业。

两种绑砖预热方式加热能达到的温度均在1000℃以下。因为绑砖所在的位置处于玻璃窑炉熔化池中固液气三相交界处，使用环境十分恶劣。虽然现在绑砖作业的方法比以前有较大程度的革新，但是其使用环境没有变化。因此需要优先从电熔砖方面进行改善，通过前面的分析，有以下几个方面可以作为改善的考虑方向：

①从耐侵蚀性方面考虑，36#电熔砖的耐侵蚀性要优于33#电熔砖，如果适当提高其中氧化硅、氧化钠含量的话，炸裂情况会略有改善。

②因为AZS电熔砖存在异常膨胀的区间，如果能够减少该异常膨胀区间内的膨胀率差，则可以有效避免贴砖过程中砖材的炸裂现象，这个可以作为今后的研究方向。

③从AZS砖自身特性方面而言，其遵循从外到内，从上而下的逐层凝固方式，因此绑砖底部、四周致密，上部、中间位置组织相对疏松，因此在热震实验中表现为角部的剥落，如果能够将产品组织做的足够均匀，则也可以减少贴绑砖后的炸裂。

五、结论、探讨

综合以上分析，可以得到以下结论：

1.33 #，36#AZS绑砖样品热膨胀率近似，与化学成分关系不大；

2.33 #，36#AZS绑砖样品热震性能差，急冷急热很容易出现裂纹，与化学成分几乎无关；

3.现有贴绑砖作业的绑砖加热温度无法避免AZS的异常热膨胀区间。

为了确保绑砖产品的耐用性，减少贴砖及使用过程中的炸裂，可以考虑从以下方面进行改善：

1.电熔砖材质选择：优先选择36#产品，可以考虑适当提高氧化硅、氧化钠含量。

2.电熔砖制造改善：从两个方面着手，可以在确保整体致密性基础上考虑适当切除绑砖四周致密层，但更根本的是要考虑减少电熔砖的异常膨胀区间的膨胀率差别。

3.贴砖作业改善：贴绑砖时提高加热温度提高到1200℃以上，同时确保温度。