浮法玻璃熔窑小炉底板垮塌在线热补抢修工艺探讨

林荣茂

（漳州旗滨玻璃有限公司 漳州 363000）

0 引言

针对浮法玻璃大熔窑后期的小炉底板垮塌，严重威胁窑炉安全和生产质量稳定性等问题，经过多年的摸索和实践经验，总结了一种玻璃熔窑小炉底板垮塌的在线热补抢修方法，首先对垮塌部位的小炉底板使用锆刚玉砖材搭桥铺底，接着用10 mm厚度的耐热钢板支撑焊补部位，对其进行密封与加固，然后用耐热钢板支撑加固，最后用冷却风对焊补区域进行通风冷却，减缓修补的小炉底板的烧损，解决小炉底板垮塌问题，最终实现延长窑炉使用寿命的目标。

1 小炉底板垮塌情况简介

企业为了提高产量，降低熔窑能耗，从设计源头上，投资建造拉引量大于900 t/d超大规模熔窑的浮法玻璃生产线。但由于熔窑玻璃液容量大、燃烧火焰大、熔窑温度高、拉引量波动大等各种原因，造成了熔窑因受严重侵蚀存在安全风险外，尤其是小炉底板垮塌、胸墙内倾等问题，使得窑炉使用寿命未能达到设计年限要求，被迫提前放水冷修；另外企业生产线窑炉运行后期普遍存在小炉底板垮塌现象严重（与喷嘴砖和间隔砖接触的小炉底板烧损严重导致垮塌现象），急需在线热修补救，解决燃眉之急。图1为熔窑平面图与小炉的相对位置。

图1 浮法玻璃熔炉平面图与窑炉立面示意图（熔窑与小炉相对位置）

当浮法玻璃窑炉中后期的小炉底板烧损炸裂严重，甚至出现垮塌时，需要提供有效方法能够较好修复烧损严重甚至垮塌的玻璃熔窑小炉底板，保证稳定正常的生产运行，避免提前放水冷修，还能避免小炉底板垮塌进一步恶化引发更大的窑炉安全隐患或生产事故。熔窑小炉垮塌斜板与小炉喷枪喷嘴砖相对位置示意图如图2所示。

图2 熔窑小炉垮塌斜板与小炉喷枪喷嘴砖相对位置示意图

2 在线热补抢修小炉底板垮塌恢复的方法

小炉底板垮塌的热修补救是一种玻璃窑炉热修工艺系统性工作。由于这项热修补救是在高温热态下进行施工恢复小炉底板的垮塌，各道工序操作须由各专业人员在规定时间内交叉完成作业，施工难度大，配合度要求高，需要严谨的操作程序与专业技术能力，才能完成“热补抢修”任务。

2.1 清理小炉底板垮塌部位

首先，清理小炉底板垮塌部位。在清理小炉底板垮塌部位时，先用氧熔棒把垮塌部位的小炉底板三等分切割分离，如图3所示，然后清理垮塌部位，切割分离的砖材，清理好的部位用含锆陶瓷纤维毯堵塞，避免透火过大烧损小炉底板钢结构，同时改善工作环境；锆刚玉砖搭桥前先取下堵塞小炉底板的陶瓷纤维毯。

图3 小炉底板垮塌部位三等分示意图

2.2 砖材制备及预热处理

（1）临时建造一个烤砖窑，如图4所示。砖窑为普通黏土砖砌成，尺寸长1 .5～2 .5 m，宽0 .5～0 .7 m，高0 .5～0 .7 m。烤砖窑主要是对锆刚玉砖进行预升温和烘烤砖材水分，烘烤温度不低于800 ℃。

图4 烤砖窑示意图

（2）采用水冷切砖机把大块的锆刚玉砖切成厚度11～13 mm的小砖块，长度和宽度根据实际垮塌尺寸进行切裁，然后进行不低于800 ℃预处理，在烤砖窑中进行预加热，烘烤过后的锆刚玉砖，不仅减少搭桥过程中砖材突然急速升温造成炸裂避免返工，而且烘干锆刚玉砖里的水分，延长砖材使用寿命。

（3）将锆刚玉砖通过砌砖安装在垮塌的缺口部位，使锆刚玉砖的两头分别搭在缺口两侧的未垮塌部位（如一头搭在喷嘴砖或间隔砖上，另一头搭在未垮塌的小炉底板上）进行搭桥，且锆刚玉砖之间的距离不超过5 mm；随后对搭桥部位的小炉底板进行陶瓷焊补以加固和密封，陶瓷焊补的厚度不小于10 mm；陶瓷焊补所用硅质焊补料中：粒度≤0.8 mm的颗粒占比≥92%，且SiO2≥98%，Al2O3≤ 1%，Fe2O3≤1%；随后再用9～11 mm厚度的耐热钢板对陶瓷焊补区域进行支撑加固。

（4）锆刚玉砖在经过不低于800 ℃预处理后，烘烤过的锆刚玉砖用特制钢钗从烤砖窑取出放在陶瓷纤维毯上，马上在砖的表面再盖一层陶瓷纤维毯，防止砖材降温过快导致炸裂。同时注意保持烤砖窑四周的孔洞密闭，减少冷空气灌入。

2.3 搭桥

由于喷嘴砖和间隔砖接触的小炉底板部位容易垮塌，对此处的垮塌区域进行抢修时，将锆刚玉砖的一头搭在喷嘴砖或间隔砖上，另一头搭在未垮塌的小炉底板上进行搭桥；如果喷嘴砖或间隔砖有损坏，必须先更换喷嘴砖或者间隔砖，这样搭桥才会更加牢固。锆刚玉砖搭桥如图5所示。

图5 锆刚玉砖搭桥示意图

2.4 陶瓷焊补

小炉底板与喷嘴砖或间隔砖之间，喷嘴砖和间隔砖之间的缝隙都进行陶瓷焊补密封，要求不能有透火、透气和透红现象，如图6所示。

图6 小炉底板焊补区区域及钢板焊接部位示意图

2.5 独立的冷却风系统

冷却风系统由风机、主风管、支风管组成；风机为25～35 kW涡轮风机。主风管为DN250mm～DN350mm管道，碳钢焊接管材质。支风管采用碳钢焊接管，支风管上安装有手动蝶阀。支风管与所述风嘴间通过硅胶连接管和卡箍进行连接。

每个小炉对应设置3～5个支风管，且每个支风管末端装接有一个风嘴，其风嘴位于对应的小炉底板的下方且风嘴朝向小炉底板；风嘴为梯形风嘴，与支风管的连接处具有圆形接口，风嘴的出风口呈长方形；出风口的宽度大于圆形接口的直径，出风口的厚度小于圆形接口的直径；通过风机鼓风经过主风管、支风管和风嘴向小炉底板吹风冷却。

风嘴包括第一风嘴与第二风嘴；所述第一风嘴的出风口的长度为265～275 mm，第一风嘴的出风口的宽度为18～22 mm，第一风嘴的风管长度为290～310 mm；第二风嘴的出风口的长度为445～455 mm，第二风嘴的出风口的宽度为18～22 mm，第二风嘴的风管长度为290～310 mm。

输送风管道的设计选型及大小依据：

①管道内的介质为空气，无腐蚀性，故管道采用碳钢焊接管；

②考虑管道阻力选择大一号管道，主管道选用DN300mm焊接钢管，高度分管中的容许流速见表1。

表1 高速风管中允许流速

为了能让支风管风嘴有一个合适的角度，在手动蝶阀与风嘴之前准备采用红色硅胶高温风管及304带手柄卡箍进行连接。

把风嘴按一定角度焊接在坐式枪架横梁上，风嘴朝修补的小炉底板位置吹风冷却，用红色硅胶高温风管连接支风管和风嘴，用卡箍锁紧红色硅胶高温风管，防止脱落，如图7所示。

图7 风嘴和支风嘴示意图

2.6 监控风机运行

在中控室安装风机低压停机报警器，一旦风机调停报警，马上前往现场处理。

2.7 实例

现场实例照片见图8。

图8 现场实例

3 结语

在线热补的小炉底板，可以坚持1年甚至更长生产运营时间，既解决了小炉底板垮塌的问题，又延长窑炉使用寿命，确保了窑炉安全。不仅为企业节省了一大笔生产运营成本，且对于增加企业经济效益，提升企业的竞争力，具有战略发展意义。