玻璃熔窑大碹保温层表面硬化方法的应用对比

周可可，陈 卓，毕 朋，邱 亚，王忠慰，侯金磊，俞伟杰，查海胜，方东，胡转生

(中建材玻璃新材料研究院集团有限公司，蚌埠 233018)

玻璃熔窑在生产时，在换火间隙会有少许飞料扬起[1]，通过投料口喷出。同时，投料口料仓上方投料平台亦有飞料散落。飞料较易沉积在第一、二节大碹表面[2]，长时间不清理会形成一层厚厚的积料层，造成碹表面温度升高，并影响碹上作业。

现有玻璃熔窑熔化部大碹外保温层表面，为喷涂纤维[3]或常规保温涂料[4,5]，其质地较柔软，脚踩时易形成凹陷，不利于人员上碹清扫积料及维修等。

中建材玻璃新材料研究院利用其二代新型保温节能技术，在原有保温基础上，对华北地区两座窑型相近、吨位一致的浮法玻璃熔窑进行外保温表面硬化处理，增加了熔化部大碹外保温表面强度，便于积料清扫、热电偶更换等施工。

1 玻璃熔窑大碹表面硬化处理

1.1 硬化处理材料选择

镀锌板因质地硬、不易生锈、有光泽较美观，常被用作熔窑表面硬化处理材料的第一选择。结合实际操作难度和常用的镀锌板型号，施工确定所用镀锌板表面尺寸为2 m×1 m，厚度为0.8 mm。

某型号保温涂料具有施工后质地较硬、导热系数较低的特点，因此该保温涂料可作为表面硬化处理材料的另一选择，其具体技术指标见表1。

表1 某型号保温涂料技术指标

1.2 表面硬化施工

1#玻璃熔窑在熔化部大碹的前两节使用镀锌板进行平铺，镀锌板之间错缝堆叠并用铆钉逐一连接，使镀锌板与碹表面贴合相对紧密，如图1所示。

2#玻璃熔窑在熔化部大碹的前两节，使用保温涂料进行表面硬化处理。采用两次涂抹施工方法，在第一次涂抹到指定厚度后，再进行第二次涂抹，施工保证该保温涂料干燥后无脱落和开裂等现象。如图2所示。

2 硬化处理结果及对比

2.1 镀锌板硬化处理

使用镀锌板对玻璃熔窑熔化部大碹进行硬化处理后，对表面进行踩踏等试验，发现表面无凹陷产生；碹上作业时，脚底有明显炙热感，表面温度有一定升高。由于镀锌板材表面光滑，需佩戴安全绳索等防护用品进行碹上作业。

采用接触式表面温度计，对使用镀锌板硬化前后的表面温度进行了测量，多点测试后取平均值，结果见表2。可知，使用镀锌板硬化后，第一节大碹平均温度升高了23.6 ℃，第二节大碹平均温度升高了35.5 ℃。

表2 镀锌板硬化处理前后的表面温度对比

2.2 保温涂料硬化处理

通过保温涂料对玻璃熔窑熔化部大碹进行硬化处理后，在碹表面正常进行积料清扫等作业，表面无凹坑等情况产生，且脚底无明显炙热感。

采用接触式表面温度计，对使用保温涂料硬化前后的表面温度进行了测量，多点测试后取平均值，结果见表3。可知，使用保温涂料硬化后，第一节大碹平均温度降低了2.7 ℃，第二节大碹平均温度降低了3.6 ℃。

表3 保温涂料硬化前后的表面温度对比

2.3 两种硬化处理方式的对比

2.3.1 不同硬化处理方式表面温度差异的原因分析

通过表2和表3可知，对大碹外保温层表面进行硬化处理，使用镀锌板硬化后的碹表面平均温度增加约29.6 ℃，而使用保温涂料硬化后的碹表面平均温度降低了约3.2 ℃。产生这一差异的主要原因，可能为二者的比热容不同所导致。根据公式Q吸=cm(t-t0)，其中，Q表示热量值，c表示比热容，m表示物体的质量，t0表示物体的初始温度，t表示物体的末温度。假设相同质量的各物质吸收同等的热量，比热容越大，物体升温幅度越小，即温度差(t-t0)越小。

该两座玻璃熔窑使用的镀锌板和保温涂料的比热容见表4。可知，保温涂料的比热容为1.2～1.5 kJ/(kg·℃)，镀锌板的比热容仅为0.5 kJ/(kg·℃)。在忽略物体吸收热量及质量差异前提下，采用保温涂料做表面处理后的升温幅度小，镀锌板升温幅度大；同时，考虑到保温涂料为具有多孔结构的无机非金属材料，镀锌板为致密结构的金属材料，保温涂料的保温隔热性能明显优于镀锌板，会进一步阻碍温度的上升。这与表面硬化处理后的真实情况相吻合。

表4 镀锌板与某型号的比热容

2.3.2 不同硬化处理方式的综合对比

通过硬化前后的表面温度测试、工时比较、实际作业体验等，对比两种表面硬化处理方式的差异，详见表5。

表5 两种硬化处理方式的对比

3 结 语

中建材玻璃新材料研究院利用其二代新型保温节能技术，在前期保温方案的基础上，采用不同的方法对华北地区某两座窑型相近、吨位一致的浮法玻璃熔窑熔化部大碹进行表面硬化处理。

经过实际应用与分析，不同硬化处理材料之间比热容的不同，可能是造成表面温度变化差异大的原因。采用保温涂料相较镀锌板进行硬化处理，虽然费用相对较高，但是采用保温涂料硬化在增加表面强度的同时，能降低表面温度，有利于积料清扫等碹上作业。经对比不同硬化处理的实际应用情况，推荐采用保温涂料进行玻璃熔窑大碹外保温表面硬化。