采用熱風烤窯新技術延長玻璃熔窯的壽命

郭成峰

中玻（陜西）新技術有限公司

1 引言

熔爐的使用壽命是影響玻璃工業經濟效益的重要因素。浮法玻璃生產線的熔爐是玻璃生產的基礎之一。影響浮法玻璃生產壽命最主要的因素可以從設計、材質、砌筑三個方面來體現。目前我國玻璃爐的使用壽命逐步延長，只有在三個方面都合理優化運用，才能保證熔窯壽命。當前我國已吸收消化并成功地使用了許多先進技術，并在使用方面積累了許多寶貴經驗，對浮法玻璃用熱風烤窯技術實現延長熔窯壽命是可行的。

2 熱風烤窯新技術研究現狀

近年來，我國的玻璃工業發展迅速，玻璃的市場需求正在上升。一些大、中型玻璃建設項目已陸續啟動，在完成耐火材料施工后，為了使新建熔窯盡早投產產生效益，采取措施縮短熔窯的烤窯時間，利用熱風烤窯技術，避免明火直接進入窯內，縮短了烤窯時間，延長了窯爐壽命。熱風烤窯是利用煤氣、天然氣、輕油、重油等高熱值燃料的火焰，將熱風灌入窯中，再壓風機內的壓力就會增強，然后高速噴入窯內，并保持窯內一個較大的正壓，使窯體各部位砌體受到燃燒廢氣的均勻加熱。當窯內各部位砌體達到800℃～1000℃時，點燃各小爐噴槍(燃煤氣窯則過大火)，繼續升溫，直至將窯烘烤到預定溫度投入正常生產。玻璃熔窯合理的結構、優秀的砌筑質量和成功的烤窯，無論是對于延長熔窯使用壽命還是提高玻璃產品的產量、質量都具有重大的意義。因此必須仔細策劃、精心操作，確保窯爐烘烤質量。

3 熱風烤窯新技術延長玻璃熔窯的壽命影響因素

3.1 設計

優化的設計是確保熔爐熔化能力的基礎。近年來，隨著能源的短缺，燃料成本在玻璃生產的比重越來越大，浮法玻璃窯爐的節能設計，降低窯爐熱耗具有十分重要的作用。在設計初期我們就應該對玻璃熔窯進行合理設計。如果熔爐設計不合理，不僅不會產生高質量的玻璃液，還會影響熔爐的使用壽命。

設計中根據不同燃料種類，采用先進高效的燃燒裝置，提高燃料的燃燒效率，同時提高了燃燒火焰空間的傳熱效率。蓄熱室結構設計中，格子體蓄熱高度，保證氣流與格子體的充分交換，提高蓄熱室熱交換效率，提高助燃室空氣的預熱溫度，增加火焰輻射效果。池底鼓泡裝置的有效使用，能更好地控制、改善熔化池內玻璃液的對流體系，增加熱交換過程，減少燃料消耗。臺階式池底結構的設計，減少玻璃液回流，降低玻璃液二次加熱所需的熱量。窯體保溫技術的使用，減少熱量的散失。投料口擋焰磚、吊墻的密封設計，密封罩的合理設計，減少了原料的飛散，有利于原料的預熔，降低了燃料的消耗，同時減輕了對窯爐的侵蝕。

3.2 材質

設計完成后，耐火材料的質量是影響爐子使用壽命的另一個重要因素。盡管我國近年來對融窯的材質準備比前幾年好了不少，但是與國外先進水平也有偏差。耐火材料質量的差異是導致窯爐使用壽命與國外先進水平不符的重要因素，耐火材料質量的差異首先與改進玻璃質量相關，尤其是與玻璃液接觸的耐火材料質量；其次是玻璃窯爐使用壽命的影響；最后是燃燒系統帶來的沖擊和影響。

當前，我國耐火材料工業的發展非常均衡。一些制造商的折射材料已接近國外的先進水平，這不僅在磚的內部性能上得到了證明，而且在外部尺寸和面積上也得到了證明。因此，作者認為，采購時不僅要選擇磚的設計，而且還要檢查質量。只要選擇高質量的耐火材料，與僅使用材料本身相比，仍然有可能延長熔爐的使用壽命。

3.3 砌筑

砌筑在執行設計后的重要一環，砌筑的外觀直接反映了設計的優劣。所謂砌體質量是指每個砌體過程和結果滿足設計要求的程度。高質量的磚材不僅滿足設計要求，而且為將來使用創造了有利條件。

砌筑熔爐的關鍵是正確使用磚材，保留合理的膨脹縫，耐火泥料飽滿度不低于95%。如何科學有效地使用砌筑材料是非常重要的，不同的砌筑地方需要用不同的砌筑材料，并且不得混用或濫用。如果發生上述現象，則可能是磚的某些部分被誤用，磚將迅速分解，或者磚之間混合或形成共晶污漬的化學反應會導致燒傷甚至燒毀，使窯爐壽命受到損壞。

4 延長玻璃熔窯的壽命技術方案論證

4.1 點火烤窯前的準備

4.1.1 烤窯前的檢查

烤窯是點火前的最后一道工序，并且是融窯耐火材料和使用壽命的關鍵之一。烤窯前必須準備好熔爐中的所有維護設備，并進行徹底的預檢查，最重要的事情如下：檢查管道是否足夠清潔，以防止可能的金屬碎屑阻止烤窯時機器的運作；檢查石油、天然氣、水和其他管道的壓力測試；檢查閥門手冊的打開和關閉條件。如果電氣設備，傳感器，執行器和控制系統已準備就緒。檢查回油門和潤滑狀態是否到位，檢查松開固定器和上部電源線所需的設備和工具是否已準備就緒。

4.1.2 制訂合理的烤窯升溫曲線

因為熔爐設計是有幾個不同的耐火材料的材質混合在一起，但是不同耐火材料的線溫度膨脹系數是不一樣的。溫度根據緩慢的加熱速率而升高，最高可達到600，熱量存儲在750℃，這有助于平衡不同耐火材料的線溫度膨脹系數，特別是對于熔融耐火材料的均勻膨脹以避免壁和磚由于加熱不均勻，材料會扭曲和破裂，并且大碹磚塊會下沉。

4.1.3 砌筑烤煙道小爐

通常，在煙道和煙囪的底部砌筑一個點火器，用木材、木炭用于烘烤煙道，能有效地加熱并去除煙氣中的水分和空氣，以提高煙囪的吸力，這對于燃氣熔窯非常重要。

4.1.4 拉條和頂絲的調整

碹志及膨脹尺的設置，隨著烘烤溫度的升高，大碹硅磚的膨脹率也隨之變化。為了不使大碹和爐體的整體結構變形，根據碹志及膨脹尺的變化尺寸，必須相應地調整立柱拉條和頂絲。按照烤窯規定，進行頻繁檢查，經常性的觀察，及時進行調整。檢查碹體膨脹情況、池壁頂絲變化情況、蓄熱室墻體變化情況、掛鉤磚與下間隙變化情況等，采取有效措施，調整拉條及頂絲狀態，保證窯爐烘烤達到理想狀態。

4.1.5 熱風槍的布置和清掃

在烘烤之前徹底清潔熔窯內部是非常重要的一步，特別是重要的脹縫、拐角等位置，以確保調試后盡快正常工作。進行清潔時，請先使用清潔膠帶清潔熔窯中的碎屑，然后使用鋼絲清潔污垢區域，然后清潔熔窯，最后使用真空吸塵器清潔熔窯底部。同時對熔窯、冷卻部、蓄熱室碹等部位、前后山墻采用硅酸鋁纖維氈進行保溫，其他預留脹縫用保溫棉保溫，防止對玻璃液造成污染，保證熱風槍的布置和清掃是完全干凈和純凈的。熱風槍的布置和使用數量，以滿足熔窯加熱的要求。根據熔窯的大小，通常在投料口安排3～4 個單元，在澄清部和冷卻部每一側安排1～3個單元。

4.1.6 熱電偶的布置及檢測裝置

烤窯前先使用鎳鉻鎳硅電極。放置在烤爐中的熱電偶的凈深度為150mm。所有熱電偶應具有相同的放置深度。美觀的外觀是蓄熱室溫度，大型塔等。有助更改傾斜度，將熱電偶設置為主溫度控制器，使用適當的電線補償溫度（銅固定型），然后使用數字溫度循環測試儀顯示熱電偶讀數。通過記錄儀，及時記錄熔窯各部位溫度變化趨勢，分析數據，根據溫度變化，及時調整熱風槍燃料負荷使用量，及時調整窯體的膨脹。

4.2 窯體膨脹控制

為了防止熱膨脹給熔窯帶來損傷和破壞，在設計、砌筑過程中根據各種耐火材料在溫度由常溫狀態到高溫狀態時以膨脹嚴實為宜，同時位置應避開受力部位、熔窯骨架與孔洞，以免影響強度，膨脹縫內不等有雜物等。在熱風烤窯過程中，指揮人員必須進行嚴格的窯體膨脹控制，根據融窯的實際情況進行相應的調整，對關鍵部位進行拉絲處理，并且要拉緊拉絲。前臉墻和山墻通過熔窯冷卻風進行控制和調整。前臉吊墻冷卻風必須在熔窯溫度達到150℃時開啟10%，以后每天增加刻度5%。在熔窯溫度達到150℃時鋼碹碴風10%，以后每天增加刻度5%。池壁中在加滿材料后應該通入2%的風量，之后每天都要通入2%的風量。

4.3 選用先進的燃燒系統及控制系統

燃燒系統及控制系統不僅能決定能耗水平，而且決定熱風烤窯新技術延長玻璃熔窯的壽命。因此，我們公司采用了先進的燃燒技術，根據每對小爐熱負荷分配，助燃風量的分配，采用定值流量進行控制，燃槍采用捷克燃燒器，通過DCS 控制系統，并結合了滿足當前要求的設計，配置和編程思想，以確保固定供氣量及所要霧化的總氣量的執行。使用上述系統提高了每個參數的控制精度和穩定性，減少了爐子的熱損失，提高了熱效率和熔體質量，減少了爐子的腐蝕，并延長了爐子的使用壽命。

4.4 采用熔窯全保溫技術

烤窯結束后，熔窯膨脹達到了穩定狀態，為了節約能源，降低燃料消耗，選用新型的密封材料和保溫材料，對熔窯大碹、胸墻、池壁、小爐、蓄熱室等部位進行熱保溫技術，有效地降低燃料消耗。

4.5 運用熱風烤窯技術,保證熔窯的長期運行

運用熱風烤窯技術，能大大增加熔窯的長期運行，增加設備的使用壽命。采用熱風熔窯技術可以改進以前古老技術的缺點。它采用柴油熱風槍加熱，熱風為正壓填充爐內，溫度控制穩定，大碹受熱均勻，熱風烤窯技術轉換充分，這對延長熔窯使用壽命非常重要。在吸收國外技術的基礎上，確定了烤窯熱風的科學技術方案，并已成功應用該技術。我公司500 噸/天的浮法生產線采用該技術，確保生產質量的穩定，并為熔窯安全操作提供了極好的條件。

5 結束語

玻璃熔爐的壽命是影響玻璃工業經濟優勢的重要因素。影響玻璃熔窯使用壽命的因素主要有設計、材質、砌筑、烘烤、使用等5個方面，并提出了點火烤窯前的準備，窯體膨脹控制，選擇合適的熔窯，選用先進的燃燒系統，采用熔窯全保溫技術等方面來提高熱風烤窯新技術延長玻璃熔窯的使用壽命。