浮法锡槽技术的进展模板

1、浮法锡槽技术的进展周天辉（杭州聚能玻璃技术有限公司杭州310014）摘要：浮法锡槽技术一直处在不断发展中。中国由耐热混）疑土槽底 发展为粘土砖槽底，当前国外用一种兼具高弹性及低渗透性的粘土 砖槽底。锡槽顶盖国内多使用耐热混凝土预制块吊平顶结构，国外 则采用硅线石质的烧成砖组合吊顶。国外锡液流动的调控技术已非 常成熟，主要有槽底挡坎、侧面挡板、直线电机，国内在这方面探 索时间不长。控制硫及氧污染物的最新技术主要采用足量保护气、 并加上高温区导流排空技术、同时在锡槽尾部采用直线电机及时 排除锡渣。关键词：浮法锡槽，锡液流动，硫污染，氧污染，直线电机，气氛导 流锡槽是浮法玻璃生产的核心热工设备，国内

2、外都对其严格保密， 因此技术进展轨迹也各不相同。回顾进展历程，理解最新进展，对 进一步发展中国浮法技术水平、引进吸收国外真正高水平的浮法 技术，将起积极的作用。1槽底耐火材料的演变锡槽底砖是用于砌筑锡槽槽体内衬的特殊耐火材料,对其的质量 要求着重在尺寸精度、高弹性、低发泡性及低渗透性等方面，对 于耐压强度等一些常规的指标则无特殊要求。当前衡量底砖发泡倾向的指标为氢扩散度，一般认为氢扩散度小 于150mmH2O即可防止冒泡。透气度则用于判断底砖抗Na2O的渗 透能力，从一个侧面间接判断抗霞石化的能力，透气度越小，抗 Na2O渗透能力越好。高弹性可防止砖体水平断裂上浮，常见应变率 指标恒量弹性-即

3、砖体经过变形释放内应力的能力。1.2国内底砖的进展80年代中期之前，由于早期株洲初步探索试验锡槽漏锡的教训，中 国设计的几座锡槽特别强调槽底的密封。当时的洛阳一线、南宁 一线、通辽一线、洛阳二线均采用在槽底钢壳内现场捣打大块耐 热混）疑土的做法，混）疑土块与块之间的膨胀缝夹石棉板，缝上部用 水玻璃砂浆灌封。此种槽底含有大量水分，槽内温度波动时会大量 冒泡，气泡上浮冲击并破坏柔软的玻璃带。槽底中的水分被烘烤升 华之后，留下许多贯通气孔，锡槽保护气很容易渗透，也易引起冒 泡1。洛阳二线因冒泡问题被迫于1986年进行小冷修，首次尝试 用粘土砖更换高温区10米左右的混）疑土槽底获成功，之后国内开 始大

4、量采用粘土砖槽底。开始时锡槽底砖直接从焰窑专用的底砖中挑选，这些砖基本满足 当时的浮法技术要求，但应变率指标不合要求，砖体弹性很差，必 须预留足够大的砖缝，以防止砖体相互挤压受损。这种”大砖缝” 的做法一直沿用至今。”大砖缝”保证了槽底的安全性，但牺牲了锡槽高温区锡液的温度 均匀性。锡液温度的均匀性对于生产优质薄玻璃是极其关键的。大 砖缝中贯通到钢壳的锡液成为优良的热导体，在承托玻璃的锡液 中形成”冷筋”,最终作用到玻璃上加重了表面变形。采用应变率较大的底砖，能预留较小的砖缝，升温后砖之间相互挤 紧，将渗下的锡液量减少到最低程度，有利于锡液中的热均匀。应 变率较大的底砖，其砖体弹性较好，受热膨

5、胀产生的较高挤压应力 能经过变形得到部分释放，避免了应力蓄积引起砖体断裂浮起。当前国内已有多家专业槽底砖生产厂家，产品的氢扩散度和透气 度指标优于国外产品，因此基本没有冒泡和霞石化剥落的问题。但 国内底砖生产厂只是经过降低气孔率的办法来获取低氢扩散度和 低透气度的产品，生产工艺与其它粘土质产品大同小异，并没有真 正掌握锡槽砖的生产技术。由于国内锡槽设计上一直沿用大砖缝的 做法，没有对砖材应变率指标提出要求，故底砖生产厂并未刻意控 制此指标，生产的底砖在应变率指标方面存在较大差距，无法适应 现代浮法的技术要求。应变率与氢扩散度、透气度二指标存在逆 向相关关余2,如不考虑前者，后二者是很容易控制的

6、。同时控制 三个指标与只控制二个指标，在砖材生产技术上是完全不一样的。1.2国外槽底砖的进展过程从浮法工艺诞生之日起，国外锡槽就一直使用粘土砖槽底3。1970 年之前，所用的粘土砖的氧化铝含量约25%左右，并富含1.5%的碱 金属氧化物。此种砖在吸收从玻璃扩散出的钠后,在砖表面形成含 Na2O 20%的低共焰物，其低共焰点为732oC。在锡槽作业温度下， 砖表面产生大量液相共焰物，它们呈”小蝌蚪”状上浮粘在玻璃上 形成缺陷。因此1970-1980年之间，将砖中铝含量增加到38%-40%，砖吸收 20%左右的Na2O之后,Na2O-Al2O3-SiO2系统的低共焰点上升为 760oC，大大减少了

7、液相量，很好地解决了”小蝌蚪”问题。但又出 现了新问题，这种砖的玻璃相含量高达30%,应变率较低，脆性大、 易断裂，导致了多起在砖厚方向的断裂事故，砖上半部分约7英寸 厚上浮，俗称” 7英寸效应”。继而在1980?990年期间，采用降低碱金属氧化物含量、提高氧化 铝含量的办法，将砖体中玻璃相含量降低到15%。这种砖氧化铝含 量在43-46%左右，虽然经过降低砖中的玻璃相增加了弹性，但这 种砖的抗渗透性能力较差，钠扩散入砖体形成霞石类产物，反应产 物因体积膨胀，出现卷曲剥落的问题。1990年之后，国外开发出了同时具备低氢扩散度、低透气度和高 应变率的锡槽专用底砖，很好地满足了现代浮法工艺对底砖的

8、要 求。这种底砖含有合适的玻璃相，在底砖表面形成阻碍钠进一步扩 散的阻挡层，不会出现霞石化问题。这种砖又兼具较高的应变率， 虽然在作业温度下砖体相互挤压，仍不会发生” 7英寸效应”。2锡槽顶盖结构的演变浮法成型工艺要求严格的热均匀性，拱形顶盖对热辐射有聚焦效 应，无法满足锡槽横向温度分布的要求，因此国内外不约而同地采 用吊平顶结构。2.1国内顶盖结构的发展国内最早的洛阳一线、南宁一线、通辽一线的锡槽结构比较简单, 顶盖上没有钢制密封罩，必须靠耐火材料顶盖本身密封。因此当时 使用大块的耐热钢筋混）疑土预制块，吊挂组合在支承钢梁上，预制 块之间用砂浆灌缝，形成比较严密的锡槽顶盖。为了改进整个锡槽的

9、密闭性，1985年投产的洛阳二线锡槽首先采用 钢制大密封罩，但顶盖仍采用耐热钢筋混）疑土预制块。这种结构被 随后新建的大多数浮法线所采用。就这样，耐热钢筋混）疑土预制块 渐渐成为中国浮法的特点之一。耐热混凝土预制块吊平顶结构最大优点在于造价低、底部平整、 易吹扫、安装容易。缺点在于形状复杂、预埋件多、笨重、电 加热器布置灵活性差、容易开裂、寿命只有一个窑期。80年代后期发展出了组合式锡槽顶盖4,结合了耐热混凝土顶盖 与烧成砖顶盖的优点，将顶盖分成支承模块与加热模块二部分。支 承模块仍采用耐热钢筋混）疑土预制块，预制块形状得到简化、尺寸 较小、不易开裂、可重复使用几个窑期。加热模块用莫来石烧成

10、砖制成，电加热元件安装在此模块上。国内当前的锡槽许多采用组 合式锡槽顶盖。2.2国外顶盖结构的发展国外一直采用硅线石质烧成砖与保温砖的组合模块，各种模块拼 装成锡槽吊顶，吊顶外有钢制密封罩密闭整个锡槽顶盖。1990年代初期之前，采用的硅线石砖形状复杂、砖型繁多、尺寸 较小、精度要求高，组装后的平顶其下表面是波浪形的，锡槽内的 挥发物易冷凝聚集在波谷，需要频繁吹扫以防止冷凝物滴落污染 玻璃带5。1990年代中后期，根据对锡槽顶盖结构与玻璃锡滴缺陷之间关余 的最新认识6，国外对顶盖结构进行了重新设计。新老顶盖之间的 最大区别，在于内表面改用了平面结构，避免了旧式波浪型结构的 缺点。新型顶盖能更好地发挥热端气氛导流技术的作用，大大减轻 了锡滴危害。3槽内硫及氧污染物的控制国内外早期的锡槽均采用过煤气及半燃烧煤气作为锡槽保护气体， 这些气体纯度很低，含有大量污染物。当时的槽内污染主要来自保 护气体本身。现代锡槽全部改用高纯氮氢混合气作为保护气体，气体纯度己非 常高。锡槽内的污染物主要是氧和硫。氧的来源主要归结于密封 不严引起的空气渗透。而硫则主要来自玻璃液本身。3.1氧污染物的控制氧