玻璃熔窯大碹的作用是與胸墻、前臉墻組成火焰空間，同時還可以作為火焰向物料和玻璃液輻射和傳熱的媒介,即吸收燃料燃燒釋放的熱量，再輻射到玻璃的液面上。根據熔化部的長度,大碹可以分為若干節，一般至少3節以上。砌筑時每節碹之間預留100?120mm的脹縫，前后山墻處的碹頂脹縫要留寬些。
大碹一般用優質硅磚砌筑，磚的形狀為楔形，橫縫采用錯縫砌筑，灰縫一般1~2mm。大碹的壽命決定了整個熔窯的窯齡,大碹在使用中的薄弱環節為測溫孔、測壓孔等空洞、大碹磚的橫縫、每節碹的碹頭以及大碹的邊碹部分。窯爐在正常作業時，窯內為正壓，碹頂的各種空洞很容易因穿火被越燒越大，邊碹如果與鋼碹碴接觸不夠緊密，很容易被火焰沖刷、燒損，因此，這些地方應該采用性能較好的耐火材料。同時，磚縫及硅磚外層的密封泥料要求性能良好，具有較好的耐高溫、耐堿蒸氣性能。
實 驗
實驗目的是研究不同密封料的耐溫情況及其是否與碹頂耐火材料反應等。
實驗材料包括大碹硅磚、輕質保溫硅磚、密封泥料。3類密封泥料成分如表1所示。
表1 大碹密封料化學組成(質量分數)/%
實驗方法
采用升降式高溫爐，模擬碹頂耐火材料結構，將密封泥料用于大碹硅磚和輕質保溫磚之間，同種條件下進行高溫燒結試驗。具體操作如下:底部放一片硅磚，中間分別涂抹一層密封料，上部蓋上輕質保溫磚(如圖1所示)。從室溫開始升溫，到1350℃保溫10min，降下打開觀察。然后繼續升溫，分別于1350℃、1400℃、1450℃、1600℃觀察硅磚、輕質保溫磚與密封泥料的燒結情況。
性能表征:采用MIRA3LMH型場發射掃描電子顯微鏡(SEM)觀察耐材微觀結構，采用ThermoNS7能譜儀(EDS)測試耐材化學組成。
實驗結果與分析
3種密封料的燒結情況如圖1~圖3所示。
a、1350℃燒結10分鐘，從高溫爐取出，上層為保溫磚，下層為硅磚，中間為密封料，密封料只是燒結在一起，從邊縫處看沒變化。
b、1350℃燒后將保溫磚揭開;
c、1450℃燒后將保溫磚揭開;
d、1600℃燒后將保溫磚揭開
圖1 1#密封料燒結情況
對于1#樣，經過1350℃燒結后，密封料和上層輕質硅磚沒有黏結，能輕易揭開;在1450℃溫度下燒結后，情況無明顯變化;在1600℃下燒結后還能揭開，密封料無明顯變化，但保溫磚表面有較多孔洞，顏色由黃色變為白色。說明1#密封料能夠耐1600℃高溫，且沒有和上下磚反應。保溫磚有孔洞是由于輕質保溫磚的雜質含量高(93.35%的SiO2、2.82%的Al2O3、2.75%的CaO和1.09%的Fe2O3)，一般用于玻璃熔窯的外面，溫度在1400℃以下，而本實驗直接在高溫爐里，經過1600℃高溫后，氧化鐵、氧化鈣和氧化硅形成共熔物沿氣孔擴散，保溫磚本身氣孔較高，因此孔洞增加。
圖2 2#密封料燒結情況
從圖2中可以看出2#密封料經過1600℃高溫后燒結成塊，但容易與硅磚、保溫磚脫落開，沒有與二者發生反應，說明2#密封料也能夠耐1600℃高溫，且不會對大碹硅磚和上層的保溫磚造成影響。
圖3 3#密封料燒結情況
對于3#樣，經過1350℃燒結后，密封料和上層輕質硅磚黏結，無法揭開。1400℃時密封泥料在硅磚邊部出現熔融狀玻璃體，且同上下硅磚黏結，無法揭開。1450℃時，明顯看到邊部的熔融玻璃體消失，密封泥料的熔融狀玻璃體滲透到硅磚內部，與硅磚黏結在一起，呈現共熔現象。在1600℃下，密封泥料完全熔融滲透到硅磚內部(大部分融入輕質硅磚中，少部分融入大碹硅磚中)，與硅磚熔融反應，侵蝕硅磚。
3#經過1600℃高溫燒結后硅磚的微觀形貌如圖4所示，形成部分鈣長石(標注1和2的區域)，和殘留石英(區域3)伴生;EDS分析結果如圖5和表2所示，明顯硅磚中滲入3#密封料成分。這是因為3#密封料的熔化溫度較低，查閱相圖顯示在1300℃就會形成低共熔物，所以試驗顯示在1350℃燒結后就和上下耐材黏結在一起。因此3#密封料是不能用于玻璃熔窯大碹的，不然可能對硅磚造成熔蝕，減少大碹的壽命，同時會在玻璃中形成結石和癤瘤，影響玻璃的質量。
結 論
通過高溫燒結試驗得出，硅質、鋁硅質密封料，可以經受1600℃的高溫，且不與大碹硅磚和保溫磚發生反應，而引入氧化鈣的鋁硅質密封料在1350℃就出現燒熔為玻璃體的現象，經過1600℃高溫后全部滲入所接觸耐火材料中，會進一步侵蝕磚體，在玻璃中形成缺陷，因此不能用于大碹的密封。
參考文獻：
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