浮法玻璃熔窯熱修總結之卡脖吊墻在線更換

王坤典，王友樂

(1.江門華爾潤玻璃有限責任公司，江門 529095；2.浮法玻璃新技術國家重點實驗室，蚌埠 233000)

浮法玻璃熔窯中的卡脖[1]是連接熔化部和冷卻部的通道，卡脖吊墻的作用是減少流向冷卻部的熱氣流，以及降低熔化部的熱氣體向冷卻部的輻射和溢流。由于承受惡劣的環境條件，在運行過程中難免出現損壞，為了不影響正常的生產或減少生產的損失，就需要在不停產的情況下進行在線更換。該文對國內某浮法玻璃熔窯在線更換卡脖吊墻磚經驗進行了總結。

1 卡脖吊墻的基本情況

熔窯中的卡脖長6 000 mm、寬4 600 mm，卡脖吊墻位于卡脖中間位置，吊墻厚度230 mm，吊墻前后與卡脖碹間隙各20 mm，吊墻采用莫來石[2]磚的“非”字型磚板式吊墻結構。

在第一次冷修技改中(第二窯期)，設計拉引量及窯爐整體結構保持不變。卡脖吊墻經綜合評估后，對吊墻下部兩層磚進行了更換，其余全部利舊(包括鋼結構、鋼結構冷卻裝置、大部分吊墻磚等)。

第二窯期投產后，鑒于卡脖吊墻整體結構的利舊情況，其被列入日常巡檢重點檢查部位，同時將吊墻鋼結構掛件、冷卻水包進出水溫度、流量、壓力、吊墻磚材溫度和外觀變化情況列入為班組巡檢內容。在第二窯期的4年運行過程中，除吊墻鋼結構中間位置個別掛件出現老化和輕微變形外，其它結構均穩定正常運行。

在一次72 h停產熱修過程中，為減小冷卻部溫度的下跌速度與變化幅度，一是熔化工段適當保持后區能量分配和后山墻溫度；二是抬起并抽出卡脖深層冷卻水包；三是逐步降低并關停稀釋風；四是在冷卻部尾端稀釋風進風口處加裝引流煙囪，引導熔化部熱量向冷卻部轉移。將卡脖由熔化部與冷卻部之間的能量與氣體分隔裝置，轉變成氣體與能量由熔化部向冷卻部轉移通道，卡脖空間的溫度隨之升高，卡脖吊墻受熱氣流沖擊影響尤為突出。

卡脖吊墻莫來石磚材受高溫(第一窯期)——低溫(冷修技改)——高溫(第二窯期)——較高溫(停產熱修)的多溫度區間長時間運行(9年時間)及反復熱震蕩影響，磚材內部結構發生轉變(替換下來的老磚存在粉化現象)，下部1～3層磚材發生斷裂脫落，并掉入窯內，見圖1。

2 卡脖吊墻異常對生產的影響

卡脖吊墻異常后，其在熔化部與冷卻部之間的氣體與熱量阻隔作用被削弱，卡脖吊墻前后的氣體流動狀態、壓力分布狀態及溫度制度相互影響，熔化部、錫槽和退火窯內工況的變化而引起玻璃產品質量的波動和生產安全的風險[3]加大，體現在以下幾個方面：

換火時，熔化部窯內壓力波動的時間延長，由60 s增加到120 s左右。波動的幅度增大，由±3 Pa增加到±8 Pa左右。火焰、氣流對窯爐耐火材料的燒損和沖刷加劇，窯內硅質耐火材料的滴落物增多，產品質量受影響。硅質耐火材料的滴落物成份及熱膨脹系數與玻璃存在較大差異，導致玻璃板在退火窯內炸裂頻繁，產量損失較多。

熔窯內玻璃液面頻繁波動，池壁侵蝕加快，窯內玻璃液環流滯止區域雜物易進入生產流，板面鋯質材料結石及其它夾雜物增多，產品質量下降。

熔化部溫度、壓力及氣體流動狀態與冷卻部相互干擾，尤其是換火時對錫槽和退火窯內工況穩定性極為不利：一是流道溫度及流量劇烈變化，不利于錫槽內溫度制度的穩定和玻璃板板寬、厚度及單片厚薄差的控制；二是拉邊機、擋邊條頻繁動作，設備運行穩定性及錫槽的氣密性難以保證；三是錫槽出口溫度及退火溫度隨之波動，玻璃的退火質量難以保證；四是錫槽生產安全風險增大，易發生粘邊、斷板、滿槽等安全事故。

鑒于上述情況決定：一是在充分調查研究的基礎上制定卡脖吊墻在線更換方案；二是對更換方案進行推演論證；三是嚴格按方案內容組織實施在線更換工作。

3 實施過程

3.1 實施方案及其存在的風險分析

3.1.1 卡脖吊墻起吊裝置的選取與安裝制作

方案一：使用熔化部左右兩側的單梁行車

隱患及風險預測：一是卡脖吊墻整體結構重量在6 000 kg左右，兩臺單梁行車起吊限重均為3 000 kg，若使用行車作起吊裝置，不僅存在安全隱患且精度很差，可操作性不強。

方案二：利用卡脖吊墻原有鋼立柱為基礎，制作簡易龍門吊。

隱患及風險預測：一是制作安裝屬于高空作業，工作環境溫度較高，存在一定的安全隱患；二是制作安裝質量要求較高，務必保持水平度與豎直度的同時，嚴格防范重物墜落對卡脖結構的損害。

解決方案：經多方面綜合考慮，方案一不作考慮，按方案二的要求，對簡易固定龍門吊進行制作安裝。

3.1.2 卡脖吊墻與卡脖碹部分粘合問題的處理

存在問題：卡脖吊墻與卡脖碹之間的縫隙最大處在10 mm左右，但部分位置有粘合現象，粘合位置長度在200 mm左右。在吊墻起吊過程中，粘合位置可能會出現吊墻磚掉落現象，而且強行起吊可能會損壞卡脖碹。

解決方案一：用水切割對粘合部位進行預先處理

隱患及風險預測：一是處理過程中有水進入窯內；二是較多的磚渣落入窯內；三是卡脖碹受急冷，炸裂風險較大；四是吊墻磚在受急冷后，部分磚因炸裂而掉落入玻璃液的風險加大。鑒于上述預測，此次方案僅作為備選方案。

方案二：強行起吊

隱患及風險預測：一是輕微粘合，起吊順利，少量雜物掉落；二是嚴重粘合，強行起吊吊墻磚大面積脫落或損壞卡脖碹。

3.1.3 新卡脖吊墻厚度選定

存在問題：原吊墻磚厚度為230 mm，吊墻磚兩側與卡脖碹間隙較小，部分位置有粘合現象。在新吊墻下落過程中，間隙過小容易出現卡阻、吊墻變形、吊墻磚及卡脖碹受損、吊墻磚脫落等情況。

解決方案：對新吊墻磚進行加工，將原磚厚度由230 mm調整至200 mm，使吊墻與碹磚前后各保持約25 mm的縫隙，待吊墻下落到位后對縫隙進行密封。

3.2 準備工作

3.2.1 搭建操作平臺

用槽鋼在卡脖碹上方、卡脖吊墻與冷卻部之間位置制作操作平臺，操作平臺寬度600 mm、長度略大于卡脖長度。操作平臺下表面距離碹頂最高處200 mm，以保持橫梁受力下沉后不接觸到碹磚。操作平臺鋼結構上方用耐火棉進行保溫后加蓋薄鋼板。

3.2.2 安裝起吊裝置(承重10 t以上)

目前針對河南省的小微企業稅后優惠政策很多，這些政策雖然涵蓋范圍非常之廣，但并沒有統一的體系規范。而且，國家對于小微企業的稅收優惠政策變動也十分頻繁，企業對于不斷變化的社會經濟發展可以更好的適應，可是因為此類文件并沒有以立法的形式正式頒布實施，其效力并不盡如人意。多方面的因素諸如人文，自然環境因素都有可能導致這些稅收優惠政策無法落到實處，并且各種稅收優惠政策涉及了各類稅種，計算方法多種多樣，對于企業來說稅制過于繁雜、計算過于困難，且這些政策在不斷地調整，這也阻礙了企業遠期目標的制定和實施。

在原吊墻支撐鋼立柱的基礎上，用同尺寸及型號的工字鋼對其進行加高，凈高度保持在吊墻凈高度的2～2.5倍之間，制作簡易龍門吊。安裝過程中保持龍門吊立柱豎直，橫梁水平。鋼結構不能有晃動，以保證起吊過程中卡脖吊墻不發生前后左右4個方向的位移，避免卡脖吊墻與卡脖碹之間相互刮蹭和損壞。在卡脖吊墻的鋼梁上均勻分布焊接4個起吊環。在龍門吊上方橫梁上與吊墻橫梁相對應位置安裝4個5 000 kg起吊能力的手拉葫蘆(吊墻整體重量在7 000 kg左右)，見圖2。

3.2.3 加工吊墻磚

由窯爐車間提前按照要求對吊墻磚進行加工，將原磚厚度由230 mm加工至200 mm。加工后的吊墻磚不能有多角、缺角、厚度不均勻等現象。加工后的吊墻磚按預定的烘烤計劃進行脫水處理，烘烤120 h以上。

3.2.4 其它材料及工器具

與卡脖深層水包同形狀、同長度一進一出水包一對，軸流風機(13 000 m3/h)2臺，電焊機、氣割機各一臺及相關耗材，標準陶瓷纖維氈5袋(每袋兩卷，約30 kg)，14磅鐵錘(木把)1把，手錘2把，長度1 500 mm、直徑14 mm的鐵鉤子4把，長度1 500 mm、直徑22 mm的鋼釬子2根，平頭鐵鍬2把，5 t手拉葫蘆4個，現場照明設備、消防器材及勞動保護器材等。

3.3 相關工藝制度調整

1)窯爐方面。對部分格子體堵塞和爐條碹下方積灰較多的小爐進行熱通和清灰，對1#、2#小爐池壁進行綁磚處理，澄清部大碹進行重點檢查和熱修。

2)熔化方面。熔化量及各項工藝制度以穩定為原則，配合格子體熱通、蓄熱室積灰清理和部分池壁綁磚工作，對相關工藝制度進行優化調整。

3)成形和退火工段。錫槽提前收縮板寬至4 580 mm(有效板寬)，生產厚度維持不變，錫槽出口溫度控制指標上調5 ℃，錫槽做好隨時啟動斷板、粘邊等應急預案的各項準備工作。

3.4 在線更換過程

操作平臺、起吊裝置、新卡脖吊墻磚烘烤等各項準備工作確認完成后，進入在線更換的實施過程。

1)所有施工人員穿戴勞動保護用品，由安全員現場確認后方可進入施工現場。

2)原攪拌器位置穿入一對卡脖淺層小水包，對施工過程中掉落物進行阻擋。吊墻前卡脖深層水包保持不動。卡脖吊墻鋼結構冷卻水包的進出水管由鋼管更換為耐油耐熱軟管，水管長度8 000 mm，以便于卡脖吊墻上下移動。

3)對卡脖吊墻前后拉條進行保溫隔熱處理，防止拉條高溫形變或燒損。連接并固定好吊具，穩拿穩放，防止人員及吊具的掉落。將吊墻兩側脹縫蓋縫磚上的雜物清理完成后，將蓋縫磚向外移動至脹縫全部裸露，過程中盡可能避免雜物落入窯內。

4)首次試探性起吊高度在50 mm左右，觀察卡脖吊墻與卡脖碹是否僅為頂碹上表面粘合，吊墻提升有無卡阻。二次起吊高度在300 mm左右，再一次確認無卡阻現象后，第三次全部提起。

5)舊吊墻完全起吊后，窯爐維護工立即用備好的蓋縫磚對吊墻縫進行密封，上部加蓋兩層耐高溫玻璃纖維棉，防止雜物掉入窯內。碹頂密封后，拆除舊吊墻磚并對掛鉤進行調整修復。調整吊墻鋼結構高度，以便于舊吊墻的拆除及新吊墻的拼裝和檢測。

6)定位后開始對新吊墻進行拼裝。新吊墻必須嚴格按設計圖紙對吊墻磚進行拼裝，磚縫保持平行豎直，表面平整，不能有扭曲現象。

7)新吊墻拼裝完成，經檢驗符合使用要求后，利用鋼結構頂絲對吊墻磚進行緊固，打開碹頂脹縫蓋縫磚，將吊墻下落到碹拱部位進行烘烤，下落時4個吊點必須同步移動，以保持吊墻水平運行下降。新吊墻每2 h下落一次，一次下落50 mm，直至落到設定位置為止。

8)在新吊墻烘烤下落期間，安排專人跟蹤吊墻磚受熱膨脹現象，并及時微調頂絲以免吊墻磚擠碎，落到設定位置后對脹縫進行密封。新吊墻下落到位后，對吊墻鋼結構冷卻系統進出水管進行切換，防止耐油耐壓軟管在高溫環境下長時間使用過程中出現老化現象。

9)抽出吊墻后用于阻擋浮渣的卡脖淺層小水包。更換工作全部完成后，拆除簡易龍門吊，以減少對卡脖及生產可能帶來的影響因素。新吊墻放置到位后的72 h內，每小時檢查一次，72 h后恢復班組正常巡檢。

4 效 果

1)卡脖吊墻上升、拼裝及下落施工時間較長，掉落物較多，玻璃板面耐火材料結石較多，產品外觀質量[4]較差，新吊墻下落到位約4 h后，產品外觀質量便逐步恢復正常。

2)施工過程中，掉落物在卡脖水包后穿入的玻璃液表層小水包前積聚，受生產流的帶動作用，部分掉落物隨玻璃液從水包下方越過進入冷卻部。小水包對施工過程中掉落物的阻擋效果不明顯。

3)卡脖吊墻提升后，卡脖的分隔作用弱化，玻璃板面直徑在0.1～0.3 mm的微氣泡數量增多，產品內觀質量下降。新吊墻下落到位約8 h后，微氣泡便逐步開始減少并恢復到正常范圍內。

5 結 語

上述浮法玻璃熔窯卡脖吊墻在線更換過程，從卡脖吊墻更換過程、新吊墻的運行情況及新吊墻更換后產品質量的恢復情況來看，此次卡脖吊墻磚在線更換工作達到了預期的效果，取得了寶貴的經驗，具有很好的參考價值。

[1] 陳正樹.浮法玻璃[M].武漢：武漢理工大學出版社，1997.

[2] 康建紅 秦剛剛 申向利.玻璃工業用鋁硅酸鹽耐火材料[J].建材技術與應用，2001(3)：16-17.

[3] 雷 強.浮法玻璃池窯液流形態分析(熔化部)[J].玻璃，2002,116(4):9-14.

[4] 王玉蘭，劉志付.浮法玻璃的質量判定及檢驗[J].產品可靠性報告，2001(4):39-39.