0引言

液晶玻璃因其独特的组成及工艺特性，通常窑炉采用电加热为主、燃气加热为辅的熔制方式，因窑内玻璃液流动及电极砖材质与池壁砖材质差异，造成窑炉侵蚀速度快，电极砖侵蚀速度大于池壁砖侵蚀速度，与池壁砖结合部易侵蚀形成凹槽，进而加快池壁砖侵蚀，窑炉运行后期存在严重安全隐患，窑炉运行寿命较短。为了进一步延长窑炉使用寿命，减缓窑炉侵蚀速度，为窑炉运行后期提供安全保障，需采取相关措施。
 

目前玻璃行业主要通过调整窑炉外部冷却风量、对窑炉薄弱部位加强冷却，对渗漏部位进行贴砖、贴水包，达到减缓窑炉侵蚀速度，保障窑炉运行安全的目的。对于液晶玻璃窑炉，在借鉴上述手段的同时，结合液晶玻璃窑炉的特点，从设备、工艺方面着手，制定减缓窑炉侵蚀速度、保障窑炉后期运行安全的措施，延长窑炉使用寿命。
1液晶玻璃窑炉结构及熔制过程

液晶玻璃窑炉结构示意图见图1。液晶玻璃熔制过程中，电能占总能量的75％左右，燃气能占总能量的25％左右。电极砖嵌于窑炉两侧池壁，电极砖与玻璃液接触面池壁砖内表面齐平，电极砖下沿略高于池底铺面砖，电极砖上沿低于玻璃液面。同一直线（与玻璃液流向垂直）上的两组电极砖为一对电极，玻璃熔制过程中通过对各对电极间加载一定的电流，在一定温度下玻璃液在电流的作用下使电能转化为热能，对配合料和碎玻璃的混合物进行熔制。天然气烧枪布置于窑炉两侧胸墙上，确保窑炉上部空间温度稳定，对配合料的熔制起辅助作用。液晶玻璃窑炉采用两台密闭式螺旋加料机，同时将配合料输送进入窑内的加料方式，在螺旋加料机下料点位置形成两个明显的锥形料山。

图1窑炉结构立视图

2砖材侵蚀及窑炉后期运行安全措施
2.1电极砖与池壁砖差异引起的侵蚀及措施
 

目前，液晶玻璃窑炉使用的电极砖多为以氧化锡为主的电极砖，池壁砖为含锆量较高的电熔刚玉砖、高锆砖等耐侵蚀材料。窑炉运行过程中，电极间加载电流，电极砖内表面温度远大于相邻池壁砖温度，同时在高温环境下电极砖耐侵蚀性小于池壁砖，致窑内电极砖的侵蚀速度远高于池壁砖的侵蚀速度。窑炉运行一段时间后，由于电极砖侵蚀量大于池壁砖侵蚀量，导致窑内于电极砖处形成凹槽，如图2所示，凹槽边沿处的池壁砖因玻璃液的机械冲刷加剧，侵蚀速度同样加快。窑炉运行后期电极砖与池壁砖薄弱处存在明显的透红光、砖缝处存在玻璃液挤出等异常现象，窑炉运行存在严重的安全隐患。
 

相应措施：定期对电极砖进行推进作业。推进原则：减小推进动作对生产的影响，实行少量多次。在不改变电极砖材质、外观、安装位置等客观条件下，电极砖侵蚀速度高于池壁砖侵蚀速度的情况必然存在。为了减轻因电极砖侵蚀形成凹槽导致池壁砖侵蚀加快的情况，通过定期对玻璃成分进行测量分析，计算玻璃中氧化锡含量，进而得出电极砖侵蚀总量，根据电极砖与玻璃液接触面积可计算出电极砖侵蚀厚度和侵蚀速度（mm/月），根据实际生产情况定期对电极进行推进作业，减小电极砖与相邻池壁砖形成凹槽深度，降低池壁砖侵蚀速度。推进时间间隔不应大于12个月/次，避免因长期不调整导致的凹槽过深，凹槽面积扩大，推进后缓解效果不明显。同时各对电极砖安装位置不同，相应的侵蚀量也存在一定差异。一般情况下热点附近，玻璃液温度较高且对流强烈，该位置附近的电极砖侵蚀相对较其他位置大，推进量可适当增加，其他位置相应减小。

图2电极砖侵蚀

2.2玻璃液流动产生的侵蚀及措施
 

液晶玻璃窑炉内玻璃液的流动情况如图3所示。配合料进入窑内后，一部分于玻璃液表层形成料山并向前缓慢推进，一部分向下运动后再随玻璃液向前运动。于热点处，因玻璃液上下对流强烈，玻璃液由在下层流动转变为在上层流动。至流液洞处玻璃液向下运动流出。期间玻璃液在热点前后形成两股环流，靠近热点处的环流流向均为向上运动。在流液洞处，流液洞上下形成两股涡流，涡流加剧了玻璃液对流液洞周围砖材的侵蚀。
 

措施：稳定窑内液流的同时优化流液洞及铂金喉管设计。流液洞底部与窑炉池底铺面砖齐平，消除流液洞下部涡流。流液洞处插入带法兰的铂金喉管，法兰位于窑炉外部，紧贴池壁砖外侧，窑炉外部流液洞两侧设置冷却风管。伸入窑炉内部的铂金喉管，沿池壁砖内表面在喉管外部加焊铂金挡板。降低流液洞砖侵蚀速度。

图3窑内玻璃液流向

2.3加料变化导致的侵蚀及措施
 

窑内玻璃液流动对耐火材料侵蚀不可避免，其侵蚀速度主要受玻璃液流动速度、窑炉运行温度及液流稳定性影响。玻璃液流动速度与窑炉出料量紧密联系，出料量越大对应窑内玻璃液流速越快；窑炉运行温度则直接关乎窑炉运行工艺。在窑炉运行过程中这两项指标基本维持在指定数值范围内，波动幅度小且波动频次低。窑炉加料却因加料方式及加料设备的原因，料山呈现周期性的坍塌、堆积变化，进而导致窑内玻璃液流存在频繁变化，加剧炉体侵蚀，通常表现为池壁砖液位线附近侵蚀严重。
 

措施：优化加料设备，减小加料造成的料山波动的大小及频次。具体为对加料落点进行延伸，减小料堆面积，减少料山波动，稳定窑内玻璃液位，降低液位线附近砖材的侵蚀速度，同时减小因料山变化造成的配合料对耐火材料的冲刷侵蚀。其中加料落点的调整应根据窑炉实际情况制定合理的调整距离，不同运行时期对应的加料落点位置存在差异，每次调整距离不应超过30 mm，调整效果观察时间不应低于3天。
2.4工艺变化造成的侵蚀及措施
 

随着窑炉运行时间的延长，窑炉后期其砖体侵蚀量越来越大，砖材越来越薄，窑炉散热量增加。同时窑炉运行后期为了减缓窑炉侵蚀速度，会适当提高窑炉冷却风量，进一步加剧了炉体热量的散失。为了维持窑炉工艺的稳定性，窑炉能量供给增加，电助熔加载功率增大，电极砖表面温度升高，导致电极砖及其周围池壁砖侵蚀速度增大，为窑炉后期运行安全带来极大隐患。
 

措施：窑炉运行后期优化窑炉能量分配。提高燃气提供能量占比，减小电能占比，降低电助熔功率，降低电极砖表面温度，减缓电极砖及池壁砖侵蚀速度。优化窑炉能量期间，为稳定窑炉工艺，维持各区能量平衡及温度梯度，可适当调整各区的燃料及电助熔功率占比。优化窑炉能量占比的调整对窑炉工艺影响较大，期间应时刻关注窑炉工艺变化及生产变化情况，尽量减小调整幅度及频次，总燃气能占比最终不应高于38％，避免因工艺调整造成的产品产量及质量的下降。
2.5其他
 

配合料中含有的有害杂质进入窑内，窑炉砌筑质量，窑炉运行工艺温度制定，耐火材料制造品质、加工质量等也是造成炉体侵蚀加剧的影响因素，在相关文献中关于以上影响因素已做出大量分析，文中不再做讨论。

本文对优化窑炉结构设计、砖材选型，调整冷却风压、风温，增加冷却风管数量及冷却面积，增加冷却水包等延缓窑炉本体侵蚀速度的措施不再做赘述。

3结语

液晶玻璃窑炉砖材侵蚀不可避免，生产过程中需结合窑炉特征及砖材特性，在不同的窑炉运行阶段采取合理的措施，确保窑炉后期运行安全，延长窑炉使用寿命。