浮法錫槽技術(shù)的進(jìn)展模板

1、浮法錫槽技術(shù)的進(jìn)展周天輝（杭州聚能玻璃技術(shù)有限公司杭州310014）摘要：浮法錫槽技術(shù)一直處在不斷發(fā)展中。中國由耐熱混）疑土槽底 發(fā)展為粘土磚槽底，當(dāng)前國外用一種兼具高彈性及低滲透性的粘土 磚槽底。錫槽頂蓋國內(nèi)多使用耐熱混凝土預(yù)制塊吊平頂結(jié)構(gòu)，國外 則采用硅線石質(zhì)的燒成磚組合吊頂。國外錫液流動(dòng)的調(diào)控技術(shù)已非 常成熟，主要有槽底擋坎、側(cè)面擋板、直線電機(jī)，國內(nèi)在這方面探 索時(shí)間不長?？刂屏蚣把跷廴疚锏淖钚录夹g(shù)主要采用足量保護(hù)氣、 并加上高溫區(qū)導(dǎo)流排空技術(shù)、同時(shí)在錫槽尾部采用直線電機(jī)及時(shí) 排除錫渣。關(guān)鍵詞：浮法錫槽，錫液流動(dòng)，硫污染，氧污染，直線電機(jī)，氣氛導(dǎo) 流錫槽是浮法玻璃生產(chǎn)的核心熱工設(shè)備，國內(nèi)

2、外都對其嚴(yán)格保密， 因此技術(shù)進(jìn)展軌跡也各不相同?；仡欉M(jìn)展歷程，理解最新進(jìn)展，對 進(jìn)一步發(fā)展中國浮法技術(shù)水平、引進(jìn)吸收國外真正高水平的浮法 技術(shù)，將起積極的作用。1槽底耐火材料的演變錫槽底磚是用于砌筑錫槽槽體內(nèi)襯的特殊耐火材料,對其的質(zhì)量 要求著重在尺寸精度、高彈性、低發(fā)泡性及低滲透性等方面，對 于耐壓強(qiáng)度等一些常規(guī)的指標(biāo)則無特殊要求。當(dāng)前衡量底磚發(fā)泡傾向的指標(biāo)為氫擴(kuò)散度，一般認(rèn)為氫擴(kuò)散度小 于150mmH2O即可防止冒泡。透氣度則用于判斷底磚抗Na2O的滲 透能力，從一個(gè)側(cè)面間接判斷抗霞石化的能力，透氣度越小，抗 Na2O滲透能力越好。高彈性可防止磚體水平斷裂上浮，常見應(yīng)變率 指標(biāo)恒量彈性-即

3、磚體經(jīng)過變形釋放內(nèi)應(yīng)力的能力。1.2國內(nèi)底磚的進(jìn)展80年代中期之前，由于早期株洲初步探索試驗(yàn)錫槽漏錫的教訓(xùn)，中 國設(shè)計(jì)的幾座錫槽特別強(qiáng)調(diào)槽底的密封。當(dāng)時(shí)的洛陽一線、南寧 一線、通遼一線、洛陽二線均采用在槽底鋼殼內(nèi)現(xiàn)場搗打大塊耐 熱混）疑土的做法，混）疑土塊與塊之間的膨脹縫夾石棉板，縫上部用 水玻璃砂漿灌封。此種槽底含有大量水分，槽內(nèi)溫度波動(dòng)時(shí)會(huì)大量 冒泡，氣泡上浮沖擊并破壞柔軟的玻璃帶。槽底中的水分被烘烤升 華之后，留下許多貫通氣孔，錫槽保護(hù)氣很容易滲透，也易引起冒 泡1。洛陽二線因冒泡問題被迫于1986年進(jìn)行小冷修，首次嘗試 用粘土磚更換高溫區(qū)10米左右的混）疑土槽底獲成功，之后國內(nèi)開 始大

4、量采用粘土磚槽底。開始時(shí)錫槽底磚直接從焰窯專用的底磚中挑選，這些磚基本滿足 當(dāng)時(shí)的浮法技術(shù)要求，但應(yīng)變率指標(biāo)不合要求，磚體彈性很差，必 須預(yù)留足夠大的磚縫，以防止磚體相互擠壓受損。這種”大磚縫” 的做法一直沿用至今?！贝蟠u縫”保證了槽底的安全性，但犧牲了錫槽高溫區(qū)錫液的溫度 均勻性。錫液溫度的均勻性對于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)薄玻璃是極其關(guān)鍵的。大 磚縫中貫通到鋼殼的錫液成為優(yōu)良的熱導(dǎo)體，在承托玻璃的錫液 中形成”冷筋”,最終作用到玻璃上加重了表面變形。采用應(yīng)變率較大的底磚，能預(yù)留較小的磚縫，升溫后磚之間相互擠 緊，將滲下的錫液量減少到最低程度，有利于錫液中的熱均勻。應(yīng) 變率較大的底磚，其磚體彈性較好，受熱膨

5、脹產(chǎn)生的較高擠壓應(yīng)力 能經(jīng)過變形得到部分釋放，避免了應(yīng)力蓄積引起磚體斷裂浮起。當(dāng)前國內(nèi)已有多家專業(yè)槽底磚生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品的氫擴(kuò)散度和透氣 度指標(biāo)優(yōu)于國外產(chǎn)品，因此基本沒有冒泡和霞石化剝落的問題。但 國內(nèi)底磚生產(chǎn)廠只是經(jīng)過降低氣孔率的辦法來獲取低氫擴(kuò)散度和 低透氣度的產(chǎn)品，生產(chǎn)工藝與其它粘土質(zhì)產(chǎn)品大同小異，并沒有真 正掌握錫槽磚的生產(chǎn)技術(shù)。由于國內(nèi)錫槽設(shè)計(jì)上一直沿用大磚縫的 做法，沒有對磚材應(yīng)變率指標(biāo)提出要求，故底磚生產(chǎn)廠并未刻意控 制此指標(biāo)，生產(chǎn)的底磚在應(yīng)變率指標(biāo)方面存在較大差距，無法適應(yīng) 現(xiàn)代浮法的技術(shù)要求。應(yīng)變率與氫擴(kuò)散度、透氣度二指標(biāo)存在逆 向相關(guān)關(guān)余2,如不考慮前者，后二者是很容易控制的

6、。同時(shí)控制 三個(gè)指標(biāo)與只控制二個(gè)指標(biāo)，在磚材生產(chǎn)技術(shù)上是完全不一樣的。1.2國外槽底磚的進(jìn)展過程從浮法工藝誕生之日起，國外錫槽就一直使用粘土磚槽底3。1970 年之前，所用的粘土磚的氧化鋁含量約25%左右，并富含1.5%的堿 金屬氧化物。此種磚在吸收從玻璃擴(kuò)散出的鈉后,在磚表面形成含 Na2O 20%的低共焰物，其低共焰點(diǎn)為732oC。在錫槽作業(yè)溫度下， 磚表面產(chǎn)生大量液相共焰物，它們呈”小蝌蚪”狀上浮粘在玻璃上 形成缺陷。因此1970-1980年之間，將磚中鋁含量增加到38%-40%，磚吸收 20%左右的Na2O之后,Na2O-Al2O3-SiO2系統(tǒng)的低共焰點(diǎn)上升為 760oC，大大減少了

7、液相量，很好地解決了”小蝌蚪”問題。但又出 現(xiàn)了新問題，這種磚的玻璃相含量高達(dá)30%,應(yīng)變率較低，脆性大、 易斷裂，導(dǎo)致了多起在磚厚方向的斷裂事故，磚上半部分約7英寸 厚上浮，俗稱” 7英寸效應(yīng)”。繼而在1980?990年期間，采用降低堿金屬氧化物含量、提高氧化 鋁含量的辦法，將磚體中玻璃相含量降低到15%。這種磚氧化鋁含 量在43-46%左右，雖然經(jīng)過降低磚中的玻璃相增加了彈性，但這 種磚的抗?jié)B透性能力較差，鈉擴(kuò)散入磚體形成霞石類產(chǎn)物，反應(yīng)產(chǎn) 物因體積膨脹，出現(xiàn)卷曲剝落的問題。1990年之后，國外開發(fā)出了同時(shí)具備低氫擴(kuò)散度、低透氣度和高 應(yīng)變率的錫槽專用底磚，很好地滿足了現(xiàn)代浮法工藝對底磚的

8、要 求。這種底磚含有合適的玻璃相，在底磚表面形成阻礙鈉進(jìn)一步擴(kuò) 散的阻擋層，不會(huì)出現(xiàn)霞石化問題。這種磚又兼具較高的應(yīng)變率， 雖然在作業(yè)溫度下磚體相互擠壓，仍不會(huì)發(fā)生” 7英寸效應(yīng)”。2錫槽頂蓋結(jié)構(gòu)的演變浮法成型工藝要求嚴(yán)格的熱均勻性，拱形頂蓋對熱輻射有聚焦效 應(yīng)，無法滿足錫槽橫向溫度分布的要求，因此國內(nèi)外不約而同地采 用吊平頂結(jié)構(gòu)。2.1國內(nèi)頂蓋結(jié)構(gòu)的發(fā)展國內(nèi)最早的洛陽一線、南寧一線、通遼一線的錫槽結(jié)構(gòu)比較簡單, 頂蓋上沒有鋼制密封罩，必須靠耐火材料頂蓋本身密封。因此當(dāng)時(shí) 使用大塊的耐熱鋼筋混）疑土預(yù)制塊，吊掛組合在支承鋼梁上，預(yù)制 塊之間用砂漿灌縫，形成比較嚴(yán)密的錫槽頂蓋。為了改進(jìn)整個(gè)錫槽的

9、密閉性，1985年投產(chǎn)的洛陽二線錫槽首先采用 鋼制大密封罩，但頂蓋仍采用耐熱鋼筋混）疑土預(yù)制塊。這種結(jié)構(gòu)被 隨后新建的大多數(shù)浮法線所采用。就這樣，耐熱鋼筋混）疑土預(yù)制塊 漸漸成為中國浮法的特點(diǎn)之一。耐熱混凝土預(yù)制塊吊平頂結(jié)構(gòu)最大優(yōu)點(diǎn)在于造價(jià)低、底部平整、 易吹掃、安裝容易。缺點(diǎn)在于形狀復(fù)雜、預(yù)埋件多、笨重、電 加熱器布置靈活性差、容易開裂、壽命只有一個(gè)窯期。80年代后期發(fā)展出了組合式錫槽頂蓋4,結(jié)合了耐熱混凝土頂蓋 與燒成磚頂蓋的優(yōu)點(diǎn)，將頂蓋分成支承模塊與加熱模塊二部分。支 承模塊仍采用耐熱鋼筋混）疑土預(yù)制塊，預(yù)制塊形狀得到簡化、尺寸 較小、不易開裂、可重復(fù)使用幾個(gè)窯期。加熱模塊用莫來石燒成

10、磚制成，電加熱元件安裝在此模塊上。國內(nèi)當(dāng)前的錫槽許多采用組 合式錫槽頂蓋。2.2國外頂蓋結(jié)構(gòu)的發(fā)展國外一直采用硅線石質(zhì)燒成磚與保溫磚的組合模塊，各種模塊拼 裝成錫槽吊頂，吊頂外有鋼制密封罩密閉整個(gè)錫槽頂蓋。1990年代初期之前，采用的硅線石磚形狀復(fù)雜、磚型繁多、尺寸 較小、精度要求高，組裝后的平頂其下表面是波浪形的，錫槽內(nèi)的 揮發(fā)物易冷凝聚集在波谷，需要頻繁吹掃以防止冷凝物滴落污染 玻璃帶5。1990年代中后期，根據(jù)對錫槽頂蓋結(jié)構(gòu)與玻璃錫滴缺陷之間關(guān)余 的最新認(rèn)識(shí)6，國外對頂蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。新老頂蓋之間的 最大區(qū)別，在于內(nèi)表面改用了平面結(jié)構(gòu)，避免了舊式波浪型結(jié)構(gòu)的 缺點(diǎn)。新型頂蓋能更好地發(fā)揮熱端氣氛導(dǎo)流技術(shù)的作用，大大減輕 了錫滴危害。3槽內(nèi)硫及氧污染物的控制國內(nèi)外早期的錫槽均采用過煤氣及半燃燒煤氣作為錫槽保護(hù)氣體， 這些氣體純度很低，含有大量污染物。當(dāng)時(shí)的槽內(nèi)污染主要來自保 護(hù)氣體本身?，F(xiàn)代錫槽全部改用高純氮?dú)浠旌蠚庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，氣體純度己非 常高。錫槽內(nèi)的污染物主要是氧和硫。氧的來源主要?dú)w結(jié)于密封 不嚴(yán)引起的空氣滲透。而硫則主要來自玻璃液本身。3.1氧污染物的控制氧