四机窑改浮法玻璃熔窑的结构与选材
作者：高峰
介绍了四机无槽垂直引上窑改造为新型浮法窑的技术 改造方法及其改造后的熔窑结构、选型和技术参数。总结了该生产线的生产状况及经验，分 析了改造中存在的问题和不足。
引言
随着科学技术的不断发展和进步，垂直引上窑已不再适应时代的要求，而浮法玻璃如雨后春笋般发展起来。由于浮法生产技术在环保、节能、产品质量以及拉薄、增厚、加宽和深加工方面所具有的独特优势，使其一问世就具有强大的生命力。为适应国家对生产技术升级和环保工作的要求，我公司于1996年对原四机无槽垂直引上窑进行了技术改造，将其改造为330t/d的新型浮法熔窑。
我公司“四改浮”技改工程设计，采用了先进的“花利多”技术，设计为以重油为燃料，设有5对小炉、大澄清部、浅池及半分隔式箱式蓄热室为特征的全保温熔窑。其主要经济指标为：熔化能力330t／d；熔化率2.03t／m2·d；能耗7315kJ／kg；窑龄5～7年。
该浮法玻璃熔窑是由秦皇岛玻璃工业研究设计院设计的。于1996年11月26日点火烤窑，12月26日开始试生产，目前熔窑已正常生产近4年时间。以下是有关技术改造的设计要点。
1 熔窑结构
1.1 投料口
取投料池的宽度为窑宽的80％，前脸墙采用L型吊墙，鼻部为45°。这样既加大了1号炉与前脸墙的距离，同时又提高了玻璃的预熔速度和能力，减少了粉尘飞扬。
1.2 池底
池底大砖沿纵向每4块砖集中留20mm宽的膨胀缝，膨胀缝槽内有压缝砖。捣打层为找平层，捣打料经高温烧结后与粘土大砖结为一体，铺面砖可在捣打层上滑动。4号小炉中心线前采用烧结刚玉砖，4号小炉中心线后及冷却部采用无缩孔电熔锆刚玉砖。池底结构见图1。
1.3 池壁砖
考虑到熔化部上部侵蚀严重，设计为上、下两层池壁砖。为了与整个窑体的窑龄相匹配，留有绑砖的台阶。上部外吹冷却风，下部进行保温，池壁纵向不留膨胀缝，而是在两侧端头装有顶丝装置，在烤窑时通过调整顶丝，使池壁砖达到最佳状态；冷却部和卡脖的池壁砖采用整块竖缝排列(见图2)。
1.4 胸墙
胸墙采用新型结构形式，不设上下间隙砖，使胸墙与大碹碴错台咬合为一体(见图3)。
1.5 大碹
熔化部大碹分为6节，取消了大碹与大碹之间的碹脚三行砖的直膨胀缝，使之由前至后形成一个整体，并且每隔4块砖留5mm的膨胀缝(夹纸板)，起到了碹脚砖对钢碹碴的保护作用。砌筑方法采用带泥砌筑，使泥浆均匀饱满，泥缝为2.5～5mm。熔化部大碹采用52°中心角，使碹顶尽量压低，有利于热量反射给玻璃液。
1.6 卡脖
在卡脖处装有吊平碹分隔挡墙，吊平碹两侧为矮碹，并在卡脖处装有对插式沉入玻璃液的大水管和垂直玻璃液搅拌器，使熔化部与冷却部之间最大限度地分隔开，以减少熔化部温度、窑压、气氛等对冷却部的影响。
1.7 冷却部
冷却部装有冷却风微调和加热微调两种微调措施，并在冷却部增设耳池一对，以利于掏渣及处理生产事故。
1.8 蓄热室
根据我公司的实际生产运行情况，蓄热室格子体设计为半分隔式箱型蓄热室。即格子体上平面500mm以上为连通式，下部为分隔式。
格子体的砖材结构为：下10层为低气孔粘土砖；中部29层为直接结合镁铬砖，上中部20层为95高纯镁砖；上部14层为97高纯镁砖(其中1号炉、2号炉上2层为烧结刚玉砖)；并在蓄热室墙外侧与低气孔粘土砖格子体相对应的部位留有吹扫孔，以便格子体的清扫。
1.9 烟道
烟道为玻璃熔窑的咽喉，是熔窑的供气和排烟系统。为更好地回收烟气热量，我公司在熔成车间的主厂房外设置了废热锅炉生产蒸气。但由于受场地的限制，设计时熔窑室外烟道部分长达56m，这在国内玻璃行业中是罕见的。为了减少烟道的漏风量，采用保温、防水一体的保温材料对烟道进行了全面的保温密封，最大限度地回收烟气余热，为生产和生活提供蒸气，降低能耗。
1.10 保温
熔窑的保温部位有：烟道、蓄热室外墙和碹、小炉、熔化部大碹、胸墙、池壁(上层除外)和池底等。上述部位采用热态密封保温后，节能降耗效果明显。1997年4～6月，实测玻璃液单耗为6816.5kJ／kg(设计单耗为7315kJ／kg)。
2 耐火材料的选择与匹配
2.1 进口材质
在熔窑结构复杂、易烧蚀的关键部位，选用了世界上先进的耐火材料。如L型吊墙、吊平碹、上层池壁砖(1号～5号小炉)、格子体上部、蓄热室目标墙和流道、流槽等。
2.2 国产材质
除上述关键部位外，其余部位选用了优质的国产耐火材料。如熔窑所采用的电熔砖，均为氧化法33号电熔锆刚玉。冷却部池壁砖采用了整块倾斜浇铸的电熔锆刚玉，池底铺面砖也用无缩孔电熔锆刚玉砖；小炉和喷火口为电熔砖，都是经过精加工并组装检验后才使用的；熔化部大碹、蓄热室碹和澄清部、胸墙、卡脖碹和山墙等部位，均采用了优质硅砖；蓄热室的炉条碹和格子体下10层为低气孔粘土砖；蓄热室的中上部的墙体和格子体均为碱性耐火材料。
合理的选用、匹配耐火材料，使熔窑的结构更为合理，使用寿命更有保障。
3 试生产情况及存在不足
从1996年11月26日点火后，熔窑顺利进入试生产周期，并很快形成了稳定的生产能力，至今已运行近4年，技术指标正常，熔窑的熔化能力、熔化率、能耗等设计指标均已达到，尤其是熔窑实行全保温后，节能效果显著。
通过“四改浮”熔窑的建设和投产后的生产运行，我们也发现了熔窑存在的一些不足之处：
3.1 大碹的钢结构立柱设计为单立柱，这就给烤窑工作带来了一些困难，使各个立柱之间的大碹不易调整均匀，易产生横向裂纹。
3.2 有些顶丝布置不合理。如熔化部池壁和卡脖矮碹的顶丝较细，卡脖吊平碹顶丝较短，冷却部前后山墙的顶丝布置不合理。
3.3 小炉底坑的铁件设计承重偏小，需在以后的冷修中进行技术效造，加大承载量。 |
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