玻璃窯爐電熔AZS磚池壁的非正常侵蝕

玻璃制造行業(yè)內(nèi)，同樣的玻璃制品，同樣的玻璃窯爐，維修時(shí)間、維修部位、窯爐使用壽命卻不盡相同。正常的材料侵蝕是材料的設(shè)計(jì)使用時(shí)間范圍，非正常材料侵蝕是在不一定固定的位置和材料的設(shè)計(jì)使用壽命之內(nèi)出現(xiàn)的惡性狀況。出現(xiàn)這些狀況的隱性負(fù)面效應(yīng)很大，影響的不僅是玻璃企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益，一定程度上也影響和制約了整個(gè)玻璃行業(yè)的健康發(fā)展。

1　電熔AZS磚內(nèi)必然存在的有害成分及侵蝕機(jī)理

1.1　玻璃相

電熔鋯剛玉耐火材料制品的相組成是斜鋯石、剛玉、少量莫來(lái)石、玻璃相和氣孔。在電熔鋯剛玉磚制造過(guò)程中，為了減少和消除殘余熱應(yīng)力，制品中需要有一定量的玻璃相作為緩沖熱應(yīng)力的吸收劑。然而，由于玻璃相的存在，也帶來(lái)一些弊端，就耐火材料抗玻璃液的侵蝕而言，玻璃相是薄弱環(huán)節(jié)。在發(fā)生侵蝕過(guò)程中，首先是玻璃相析出，并與高溫玻璃熔體發(fā)生置換，進(jìn)而加速對(duì)晶體的侵蝕。玻璃相在高溫使用條件下，還會(huì)發(fā)生滲出并伴隨放出氣泡，進(jìn)而污染玻璃熔體。

1.2　滲碳

一般還原法生產(chǎn)的鋯剛玉電熔磚制品，滲碳均比較嚴(yán)重，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，依耐火材料斷面口的顏色判斷其相應(yīng)的碳含量：淺灰色0.03%~0.06%，灰白色＜0.03%，灰色0.08%~0.18%，深灰色0.15%~0.19%。即使的氧化法（長(zhǎng)電弧與吹氧法）生產(chǎn)的制品也含有一些碳（＜0.01%）。滲碳是以碳化物、會(huì)夾雜氮化物、硫化物、固體碳及殘存還原性氣體形式存在。在氧化條件下使用時(shí)放出氣體，引起玻璃相滲出溫度降低的現(xiàn)象。AZS磚中含有玻璃相較多（33一般是20％左右）時(shí)，在1100℃以上，將軟化滲出，并隨溫度的升高而加劇流失，玻璃相的滲出，與磚中存在的碳、碳化物、低價(jià)的鐵鈦等雜質(zhì)有關(guān)。當(dāng)窯內(nèi)為氧化氣氛時(shí)，由于氧向磚體擴(kuò)散，與這些雜質(zhì)反應(yīng)，放出CO2、SO2等氣體。這些氣體將熔融的玻璃相擠出，并且表面形成核泡，結(jié)晶相因失去玻璃相的結(jié)合而造成流失，這就是AZS磚的侵蝕原因。

2電熔AZS磚生產(chǎn)過(guò)程中有害成分的進(jìn)入

2.1夾砂現(xiàn)象和其它異物進(jìn)入制品內(nèi)

石英砂加水玻璃生產(chǎn)的澆注模型，夾砂現(xiàn)象是指類似池壁磚型在澆注時(shí)，高溫熔液在模型內(nèi)逐漸上升，沒(méi)有被熔液覆蓋的部分經(jīng)過(guò)高溫，表面面砂塊狀脫離，掉入熔液內(nèi)，形成夾砂現(xiàn)象。由于經(jīng)過(guò)1750℃的高溫，加入砂皮呈玻璃態(tài)存在于制品內(nèi)部。另外，熔化過(guò)程中有一個(gè)平料程序，平料工具為鑄鋼鋼釬，鋼釬長(zhǎng)時(shí)間在高溫熔液內(nèi)會(huì)使其質(zhì)地軟化，在撬動(dòng)未熔料塊時(shí)有鋼釬斷掉的現(xiàn)象，斷掉在熔液內(nèi)的鋼釬有可能被完全熔化在熔液內(nèi)，使制品內(nèi)鐵含量加大，也有可能沒(méi)有完全熔化，澆注時(shí)進(jìn)入制品。

2.2　電熔AZS磚的氧化均勻程度

電熔AZS磚的氧化程度或者氧化均勻程度是制品品質(zhì)是否優(yōu)良的關(guān)鍵指標(biāo)之一。在吹氧工藝制定方面各個(gè)廠家都有完善的制度要求，但在氧槍位置設(shè)置方面大多存在缺陷。在吹氧時(shí)氧槍孔堵塞是一個(gè)不可避免的現(xiàn)象。氧槍一般有7個(gè)出氧孔分布在球頭的四周或底部，當(dāng)某一個(gè)或者幾個(gè)出氧孔堵塞時(shí)就會(huì)造成制品氧化程度不均勻，嚴(yán)重的能看出來(lái)，不嚴(yán)重的不易直觀判斷。即便是在一塊單磚上就會(huì)有顏色不一致現(xiàn)象，顏色深表示滲碳量大，顏色淺表明滲碳量小。氧槍孔的堵塞直接導(dǎo)致制品氧化效果差，制品滲碳量增加。在玻璃窯爐運(yùn)行時(shí)，玻璃相伴隨氣泡析出，大多是二氧化碳?xì)怏w。

3　玻璃窯爐縫隙的形成

3.1　研磨加工或者砌筑窯爐

制品在加工研磨時(shí)，機(jī)床床面老化后平整度達(dá)不到要求，造成制品直面中間凸起或者凹進(jìn)，預(yù)組裝時(shí)把縫隙上下均化，看似縫隙不大。窯爐砌筑時(shí)由于基礎(chǔ)平整度誤差或者制品底部缺陷，施工者的疏忽造成制品底部架空。終烤窯時(shí)制品膨脹未必按照均化的縫隙定型，有可能造成池壁磚底部或者上部縫隙明顯加大。

3.2窯坎規(guī)格設(shè)計(jì)方面

玻璃窯爐中，窯坎磚的排列設(shè)置不恰當(dāng)同樣會(huì)造成窯坎因玻璃液沖擊出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，由于窯坎磚要經(jīng)得住玻璃液翻動(dòng)時(shí)的沖擊力，因此窯坎要有足夠的厚度以及支撐。支撐磚高度需超出窯坎磚高度的1/2才會(huì)更加有效支撐。當(dāng)窯坎磚受到玻璃液沖擊而變形時(shí)，就會(huì)使磚與磚連接處縫隙變寬。

3.3窯爐變形

在烤窯的溫度區(qū)間，電熔AZS磚內(nèi)的鋯成分在1100℃時(shí)其單斜相轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆较?，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些體積變化，溫度不穩(wěn)定時(shí)的溫度降低又會(huì)向相反的方向發(fā)生一些體積變化，這種溫度波動(dòng)造成鋯成分的體積逆向變化是制品炸裂的根本原因。烤窯時(shí)通常在1100℃設(shè)一個(gè)保溫階段，使電熔AZS磚體積轉(zhuǎn)換充分。

4　非正常侵蝕現(xiàn)象

4.1　玻璃液的黏度與溫度

窯爐溫度越高玻璃液黏度越小。玻璃窯爐工藝溫度高是有因素要求的（如全氧燃燒技術(shù)，超白玻璃等），適當(dāng)提高玻璃熔制溫度可提高熔化率，降低玻璃液黏度，有利于氣泡的排出。降低玻璃液黏度有利于玻璃品質(zhì)的提升，但對(duì)池壁磚的耐侵蝕方面是不利的，主要表現(xiàn)為對(duì)池壁磚縫隙的侵蝕，屬于非正常侵蝕。黏度低，玻璃液易

進(jìn)入磚縫，磚的玻璃相伴隨氣泡析出，氣泡的向上運(yùn)動(dòng)以及玻璃液的回流機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦力更加重對(duì)磚縫的侵蝕，這是磚縫非正常侵蝕的根源所在，因此磚縫越小越好。

4.2　池壁豎縫的非正常侵蝕

窯爐運(yùn)行時(shí)，玻璃液會(huì)滲入超標(biāo)磚縫。在此環(huán)境下，磚縫內(nèi)的玻璃液與磚縫內(nèi)析出的玻璃相、氣泡同時(shí)向上的機(jī)械運(yùn)動(dòng)造成了磚縫的加劇侵蝕，再加上玻璃液的流動(dòng)在縫隙處有一個(gè)回流作用，這個(gè)回流作用是一個(gè)機(jī)械流動(dòng)的沖刷過(guò)程，會(huì)使磚縫越來(lái)越大，這就是非正常侵蝕狀態(tài)之一。

4.3　池壁磚液面線處的非正常侵蝕

制品玻璃相含量大時(shí)，低劣的制品品質(zhì)含有大量雜質(zhì)，玻璃相嚴(yán)重超標(biāo)，其鈉含量會(huì)達(dá)到2％以上，在窯爐運(yùn)行時(shí)，玻璃相大量析出，隨著玻璃液的流動(dòng)與玻璃相的液體摩擦運(yùn)動(dòng)，玻璃相一面大量析出，一面被玻璃的流動(dòng)帶走，三相交界處的侵蝕速度非常快，窯齡設(shè)計(jì)5年的有些不到2年就把池壁上部300mm處部分全部侵蝕掉。這就是典型的非正常侵蝕現(xiàn)象。其它侵蝕因素已有大量文獻(xiàn)報(bào)道，這里不再贅述。

4.4　窯坎磚的豎縫侵蝕現(xiàn)象

當(dāng)窯坎磚受到玻璃液沖擊而變形時(shí)，就會(huì)在磚與磚連接處出現(xiàn)縫隙變寬的現(xiàn)象。變寬的縫隙給玻璃液提供了存在空間，玻璃相伴隨氣泡析出時(shí)與液態(tài)玻璃的向上運(yùn)動(dòng)摩擦導(dǎo)致窯坎磚的非正常侵蝕，顯示的鋸齒狀。

4.5　池壁鉆洞侵蝕因素

（1）制品內(nèi)存在異物鐵釬時(shí)，鐵是有害物質(zhì)之一，要嚴(yán)格控制。鐵本身含有超過(guò)2％的碳含量，會(huì)加劇對(duì)制品侵蝕，也是影響玻璃制品質(zhì)量的有害物質(zhì)之一。

（2）制品內(nèi)存在夾砂現(xiàn)象，并且是集中存在。

（3）因氧槍出氧孔堵塞，不能均勻氧化時(shí)，造成的制品內(nèi)滲碳量高，在遇到縫隙時(shí)，由于氣泡伴隨玻璃相析出，加劇了對(duì)制品的局部非正常侵蝕。

（4）制品的跨棱裂紋或者局部裂紋、滲碳量大匯聚一起時(shí)，玻璃液的回流沖刷、玻璃相含量過(guò)高而析出大量玻璃相伴隨氣泡，甚至是玻璃熔液泄露事故。

5　結(jié)論

（1）玻璃液無(wú)縫不入，制品之間的縫隙會(huì)造成玻璃液回流的機(jī)械沖刷，縫隙內(nèi)析出玻璃時(shí)伴隨氣泡析出，加劇了對(duì)制品縫隙的侵蝕，在窯爐整體驗(yàn)收時(shí)，對(duì)縫隙的要求越嚴(yán)格越好。

（2）窯爐砌筑時(shí)，確?；A(chǔ)平穩(wěn)，不能有制品架空現(xiàn)象，膨脹縫預(yù)留合理或者砌筑人員的業(yè)務(wù)把關(guān)要嚴(yán)格。

（3）窯坎磚內(nèi)側(cè)護(hù)磚的高度與寬度規(guī)格要適當(dāng)加大。護(hù)磚要切實(shí)起到支撐作用。

（4）電熔AZS磚生產(chǎn)過(guò)程要對(duì)氧槍出氧孔是否堵塞進(jìn)行有效的制度管理，對(duì)氧槍位置設(shè)置要便于觀察氧槍出氧孔的狀態(tài)。

（5）石英砂加水玻璃制作的砂型，水玻璃比例不能低于8％，水玻璃量小時(shí)會(huì)造成澆注時(shí)的面砂脫落現(xiàn)象，給制品帶來(lái)內(nèi)在隱患。選擇樹(shù)脂砂模型制作的電熔AZS磚。鄭州榮盛作為的中原耐材，不僅注重自身規(guī)模的擴(kuò)大，更重要的是始終站在長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展角度，不斷研制出新型的耐火材料，從而不斷滿足更加嚴(yán)格的市場(chǎng)需求，順應(yīng)時(shí)代潮流的發(fā)展。榮盛耐材生產(chǎn)各種高鋁磚，耐火磚，粘土磚，澆注料等產(chǎn)品，歡迎廣大客戶來(lái)廠實(shí)地考察，并建立長(zhǎng)久的合作關(guān)系。