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【案例】900td浮法玻璃窑炉热风烤窑的全过程

发布时间:2019/5/20 17:23:30

  900td浮法玻璃窑炉是当前国内设计、国内施工单位建造的超大型玻璃工业窑炉,该窑炉设计为8对小炉,蓄热室为两两连通式结构。熔化部面积614.4m2,长48m,宽12.8rn,大碹跨度13.9m共分为6段。

  (1) 烤窑方式

  本次烤窑采用热风烤窑方式,使用国产热风烤窑喷枪。热风发生器的布置如图1所示。

  (2) 烤窑升温曲线的确定考虑到窑炉各部分澳门英皇宫殿官网及其尺寸特点,采用了升温速率较缓的曲线。

  从实际升温曲线与设计升温曲线对比可以看出,在600℃以前基本按照设计升温速率进行升温,而从600℃到过大火却呈现一条相对较缓的升温曲线,且在750℃左右的时候保温了1d。烤窑的最后结果也表明这样有利于平衡各部分澳门英皇宫殿官网的温度变化,使其整体均衡膨胀,避免发生墙体、砖材由于受热不均勻而发生扭曲炸裂及大碹砖的下沉现象。

  由于窑炉的设计中一般都是几种不同材质的澳门英皇宫殿官网在一起组合砌筑,不同材质的澳门英皇宫殿官网在一起各自的膨胀情况各不相同。在750~800℃温度段对窑炉整体进行保温有利于平衡各种澳门英皇宫殿官网在一起时的膨胀情况,特别有利于电熔澳门英皇宫殿官网的均匀膨胀。由于电培澳门英皇宫殿官网在1000~1100℃的膨胀变化最大,保温就会降低窑炉过大火时对电熔澳门英皇宫殿官网冲击的影响。因此,建议在较大窑炉进行烤窑升温时,过大火前的升温曲线稍缓,并最好设计一个保温过程,这样可保证窑炉更安全地完成过大火的过程。

  (3)烤窑过程概况

  ①烤窑前的准备工作

  a.对窑炉进行彻底的清理,特别是重要的胀缝、拐角等位置,负责烤窑的工程师亲自检查重要部位是否有异物存在。

  b.整个窑体采用冷保方案。熔窑、冷却部、蓄热室大碹、小炉碹中缝以及冷却部墙体和前后山墙均采用硅酸铝纤维毡进行密封保温,对窑体其他预留胀缝位置全部用保温棉进行保温;窑内侧胸墙处的胀缝应使用多晶莫来石保温棉塞严,防止对玻璃液造成污染。

  c.确定合理的烤窑升温曲线。窑体重要位置设置监测膨胀尺和测温热电偶,做好一切烤窑记录的准备工作。

  d.为了使工作部可以和熔化部的温度整体均匀上升,在工作部尾端两侧预先砌筑两个临时烟囱,做引风排烟之用。

  ②烤窑的实施过程

  a.烤窑时间本次采用国内热风烤窑喷枪,共计使用柴油617t,历时23d将窑炉的温度升至1080℃过大火,完成整个烤窑过程。

  b.烤窑期间热风发生器的投人情况烤窑过程中根据设置在窑炉内热电偶升温速度,调整热风喷枪的数量和每支喷枪的油流量。共计准备热风烤窑喷枪22支,其中7支备用;升温过程中,在800℃时使用准备的全部15支喷枪。

  c.烤窑升温过程简述主要的烤窑情况如下:

  111~138℃第一次松熔化部拉条;

  139~162℃第一次松熔化部山墙顶丝;

  163~186℃第一次松蓄热室顶丝;

  187~210℃第一次松卡脖拉条并第一次松冷却部山墙顶丝;

  234~258℃第一次松熔窑熔化部纵向拉条并开启两台碹碴风机;

  389~436℃开始烘烤左右分支烟道,松蓄热室纵向拉条及顶丝;

  645~728℃窑顶开始保温,撤掉所有胀尺;

  729~741T;撤掉烤窑热电偶,使用正常热电偶;

  930~1079℃调试自动换火系统,助燃风机调试;

  1080℃使用重油过大火完成整个烤窑过程。

  d.整体膨胀情况统计烤窑结束后各结构膨胀情况。

  (4)烤窑升温的过程分析

  热风烤窑技术成功完成了900td浮法玻璃窑炉的烘烤,但在进行升温的过程中,发现了一些问题。具体内容如下。

  ①投料口结构方面由于在烤窑时发现投料口池壁顶铁发生变形现象,通过采用7.5kW风机单独送风并加水对其进行冷却,解决了池壁顶铁的弯曲变形问题。投料口池底和池壁顶铁离投料口土建横梁较近,在烤窑过程中,由于池底和池壁的膨胀,顶铁和土建横梁相碰,采取紧急措施将长出的部分螺帽割掉,留出膨胀空间,确保投料口池底和池壁顶铁离投料口土建横梁有膨胀余量。由此应该注意在建设过程中必须严格注意窑炉膨胀对周围建筑结构的影响。

  ②池壁方面

  a.每两块池壁砖间应预留至少2mm的膨胀缝,以便在烤窑过程中随着温度的升高各砖之间有充足的空间进行膨胀,而不使池壁向内侧或者外侧倾斜。窑炉各砖间密排,只是在两端留出膨胀余地,在实际烤窑中发现整排砖不是整体向两侧均匀膨胀,相反整个结构的膨胀很不均匀,在升温的过程中表现部分池壁砖向池壁的内侧歪斜。

  b.下间隙砖和挂钩砖之间的间隙较小,只有20mm,而池壁砖膨胀较大,应适当增加下间隙砖和挂钩砖之间的距离。

  c.在池壁冷却风管方面,900td窑的风管选材及其设计存在不足。由于采用了在300℃左右低温下开启池壁冷却风机,并随着温度上升逐渐开大池壁冷却风的方法,以避免高温下冷风的冲击而造成池壁砖的粉碎性炸裂。烤窑过程中,当温度逐步升高,池壁的冷却风量也逐步增多,可是当风增加到一定的量时,整个风管系统表现出强烈的震动现象。

  分析原因,一是由于钢管选材铁皮太薄;二是风管设计太细。根据流体力学原理,风管越细,受到的摩擦阻力就越大,对风管的冲击也就越大。而在这一点上,斯坦因的风管设计就比较合理。

  对比可以看出,900td的池壁风管的设计需要认真改进。如果池壁长时间不能得到充分的冷却,那么池壁内侧就非常容易被玻璃液流和料堆冲刷侵蚀,会很快减少池壁的使用寿命,建议增加池壁冷却风管的直径,或者在玻璃液面位置池壁外侧增加一整排水包,加强对池壁上部的冷却保护,以延长池壁的使用寿命。

  d.国内设计的池壁顶丝一般是直径为30mm的顶丝,在同样一个部位,国内的顶丝数量较多,在烤窑中增加了调节难度。而国外的设计一般都是直径为45mm的顶铁,数量较少,在对其进行调节时较为轻松方便。

  ③大碹方面熔化部大碹之间的胀缝较小(只有80mm),造成烤窑温度升到360℃时胀缝基本胀死,较多的热电偶在烤窑结束后无法取出。建议大碹的胀缝适当增加,以给大碹在纵向有充足的膨胀余地。

  由于烤窑过程中,碹(包括蓄热室碹)的下沉砖较多,有的成片下沉,需要加强大碹的施工管理,对泥缝的大小、泥缝的浆饱满程度及砖的摆放位置要严格控制。

  在烤窑松紧拉条的过程中发现有很多困难,主要表现在:由于拉条螺纹太细且采用普通螺纹,制作粗糙,在松紧拉条过程中,螺母经常被卡死,以至于当拉条受力强度增加时很难对拉条螺母进行调节。建议熔化部大拉条的螺纹采用粗螺纹,以增加其强度。

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