玻璃熔窑砌筑技术探讨

2024-03-26吴禄东

建材与装饰 2024年5期

吴禄东

（十一冶建设集团有限责任公司，广西柳州 545007）

0 引言

回顾浮法熔窑设计史和施工史，多年来我国在玻璃熔窑建设上都有很大的进步，生产规模逐渐扩大，新时代背景下，对熔窑砌筑又有了更多的要求。浮法玻璃熔窑的砌筑质量，对玻璃烧制质量和使用窑龄有重要的影响。对熔窑砌筑全过程进行精细化管理，规范施工行为，控制砌筑质量，能够提高企业产品质量，延长炉龄，为生产企业带来良好的经济效益[1-2]。

1 施工准备

1.1 施工技术准备

具体工作如下：①在玻璃熔窑耐火材料砌筑施工前，施工人员应认真熟悉图纸，了解施工图要求的砖材材质、几何尺寸、结构形式以及相关技术规范。②在熟悉图纸的基础上筑炉专业施工员对施工作业队进行全面的技术交底，并根据施工组织设计方案的要求，对施工的特殊关键部位针对性地提出技术措施和施工工艺准备。

1.2 耐火材料堆放、出库、运输

具体工作如下：①对所需的耐火材料在砌筑前要按图纸和装箱单清点并按砖加工场地的平面布置和施工先后顺序分门别类地堆放。②用专制的样板、卡规（可由木工制作）对耐火砖进行抽样检验量度，分大、中、小号，并做出标记，运到初选堆放场地。③耐火泥要按品种分开堆放，并有明显标记，以免错混，堆放场地要防雨防潮。

1.3 木模的制作

木模的预制必须依照设计参数合理选材、精心制作、弧面贴合，胎面准确、组装坚牢、结构稳定、操作方便，拆除灵活。

（1）木条的加工。木材采购时优先选择干樟木松木料，按照设计需要购买各种规格和厚度的板材，要保证板条的厚度均匀。使用前对木料进行精加工，木条的尺寸根据设计拱片间距调整，保证坚固牢靠，不能出现凹陷、断纹。板条按要求加工完成后，根据规格尺寸分类存放至密闭仓库，防止暴晒或受潮，引起变形、开裂，降低木模强度。

（2）拱片。拱片是构成拱胎的中枢，它是拱和顶砌筑成功的基础。拱片制作时应根据拱的结构，按照木模设计参数和拟定的方案选择相应规格的木料，烘干加工之后在拱胎的制作现场制作，制作时注意，拱片形状和木模整体弧形表面必须与拱的内表面贴合。对于跨度较大的拱、拱片选择采用桁架组合制作的方法，这样拱片的结构强度和稳定性都易于保证，根据拱片在拱胎支设中拟定的布局方案计算出每个拱片所支撑区域的重量（砖体）及材料堆放等影响因素确定合理的桁架杆件尺寸和连接结点，用铁钉、加固板固定将木模各部件稳定牢靠的连接成一个整体。拱片按装时按照拱的跨度和高度以及拱胎的厚度检查，拱胎上表面形状与拱或顶的下表面形状相同。

（3）支撑。支撑是拱胎的基础，它不仅要支撑拱胎自身的荷载，最终主要是支撑拱顶堆放材料、砌体和操作人员的流动荷载，因此它必须结构合理、分布均匀、固定牢靠。支撑采用木桩或钢制脚手架满堂架设，底部用50mm 厚度模板做支撑的铺垫，分散支撑的作用力，保护支撑下部的砌体。

1.4 施工的放线与测量

熔窑砌筑前必须对熔窑炉体钢结构安装和混凝土基础的质量检查验收合格后再开始砌筑。由十一冶建设集团有限责任公司、业主方及监理单位共同确认基础坐标准确无误后，才能对熔窑的中心线和标高进行测量。复核熔窑的钢结构标高及中心线是否准确，核验无误后，以熔窑的纵向中心线和1#小炉中心线为熔窑的纵横基准线，用挂钢丝+钢尺的办法找出其他小炉的中心，并在掩盖不到的地方埋上中心标板投点，以投点的方式划出小炉和烟道中心，池壁上沿设计标高为基准标高，并将此基准标高线用水准仪反引到熔窑钢柱和永久性建筑物的柱子上做出标志，熔窑各部位均按此基准线和标高进行放线施工，开工前各基准标高要设若干固定标记，以便控制施工质量。

2 施工技术

2.1 烟道砌筑

筑炉施工顺序按施工计划进行，可根据工程特点及耐火材料设备到货情况适当调整。为了使砌体结构坚固和防止透气量大，砌筑时必须按规范规定错缝咬砌，用机切砖和橡胶锤找正，不得在砌好的砌体上砍（凿）砖。根据制定的施工进度计划，烟道砌筑时，按图纸要求，准确无误一次放出烟道支管各个墙体的尺寸线及门孔线、标高控制线[3]。如果烟道底为活底，应先砌筑四周墙体，后铺设底部耐火材料，烟道施工必须做到：支撑牢固弧面平整、准确，拆除灵活，砌体接缝严密、平整，与烟道闸板接触密封严密。主烟道、支烟道接碴严密。拱顶错缝均匀，现场砌筑时不允许手动加工砖，必须全部用切砖机加工砖。砌筑尺寸偏差、标高、平整度、垂直度、砖缝等必须在设计要求的允许偏差范围内。膨胀缝按图纸要求尺寸均匀留设，并填充耐火棉。墙面保持清洁美观。

2.2 蓄热室砌筑

蓄热室底部标高直接影响上部结构标高，通常采用水泥砂浆或铺砌一层砖的方法找平以弥补土建施工造成的误差。蓄热室外墙砌筑按施工图交错砌筑，蓄热室砖种较多，各层砖砌筑应严格按施工详图施工。蓄热室隔墙要错缝砌筑，膨胀缝的留设必须按设计位置准确留设。蓄热室砌筑所用砖材与泥浆应保持一致，严格混用。蓄热室门墙中根据生产需要留设测温孔、观察孔、清扫孔等，其留门位置严格按施工图要求。蓄热室炉条不允许歪斜，其间距应严格保持准确，找平砖严格找平，砌筑蓄热室墙时应将炉条找平，拱用厚板盖严，防止掉砖掉灰，损坏炉条拱。砌筑蓄热室拱时，先支好拱胎，拱脚砖放平稳后，用卡板卡量并将拱脚砖间的拱砖砌好，拱锁砖高出拱顶30mm，打入后要进行灌浆处理。蓄热室砌筑的中心线偏差不得超过5mm。蓄热室格子砖砌筑前应完善下列工作：蓄热室拱顶及四周墙面杂物清除，达到高清洁度要求，蓄热室内部尺寸核实检查平整度和垂直度，所有格子砖的尺寸必须符合设计要求，格子砖的码砌要求垂直、水平、各个格孔中心线偏差不得超过5mm，格孔尺寸误差不应超过6mm，格子砖上部表面水平误差不应超过8mm，找平格子砖时严禁用垫塞石棉等材料的方法来解决。

2.3 小炉砌筑

砌筑前，按设计要求将每个小炉的砌筑中心线放出，并画在钢架上，其偏差不应超过5mm，小炉砌筑中心线应与熔窑纵向中心线保持垂直。砌筑时小炉的尺寸参数偏差必须在允许范围内，先砌筑侧墙，然后砌碹砖，最后铺设底部耐火砖。小炉的砌筑按砖图编号进行，碹砖砌筑前应检查木模支设的弧面度等是否符合要求，小炉拉条是否到位。砌小炉拱锁砖时应确保两侧拱脚角钢撑固定牢靠。

2.4 窑底砌筑

熔窑池底砖为干码，严格按排列顺序进行砌筑。熔窑池底砖承受玻璃液全部重量，砌筑时应从中心线向两侧码，砖缝必须放在垛砖的中心上，窑底砖码成直缝，横竖平行，按设计要求纵横留出胀缝，缝隙用事先准备好的胀缝板进行留设，边砌筑边抽出胀缝板，然后用胶带封住胀缝。池底砖要找平，特别在砌筑池壁部位的池底上表面测量找平，以保证全窑严格水平[4]。

池壁池壁的电熔烧铸砖应按编号排放，将容量大的砖使用在熔化部的高温易侵蚀部位和投料池卡脖进口拐角处。池壁转角处码成直缝，严禁咬渣，直缝与池壁较长段平行，池壁要求平直，砖的铸口面向池外，砖缝按设计要求留设。整个熔窑池壁顶面相对标高的允许误差不应超过8mm，同时熔化部池壁顶面标高不应低于流液口前池壁顶面标高。接触玻璃液的池壁、池底及其上部结构全部砌筑完后，砌体的内表面应用钢刷清除脏物，并用压缩空气吹净。

2.5 胸墙砌筑

挂钩砖与胸墙砌筑时应采取防止向窑内倾倒的措施，摆放挂钩砖时，在池壁上用木楔顶紧，将挂钩头放在木楔上，以保持挂钩面水平，防止砌筑胸墙时，由于重心不稳定而往窑内倾角。挂钩砖干码，上平面要用水平尺找平，每块挂钩砖间留1～1.5mm 的膨胀缝，用胀缝板进行留设，边砌筑边抽出胀缝板，但对着工字钢立柱的地方挂钩砖间不留膨胀缝，挂钩砖的沟面与托板间留膨胀缝5mm。碹碴砖与胸墙刚玉砖结合部需用锆质泥浆隔离，按设计留出胀缝上下环错开。刚玉砖胸墙铸口朝外。

2.6 熔窑大拱木模制作与安装

制作拱模应有设计图纸，规定拱片的规格尺寸及拱片之间的距离，胎面木条的尺寸，和支撑的选择、分布要求等。熔窑木模必须支满堂架。①拱片。应先制出样板以保证各拱片的外型一致，拱片各节点处应用钢夹板螺栓连接，节间不超过1.5m。②木条。木条的尺寸与拱片间距有关，以坚固为前提，不能出现凹陷。木条采用稀铺，尺寸35mm×80mm，中间35mm 缝隙，拱片间距500mm，这样的木条拆下来还可以利用。③支撑。应该先在窑内初步安好支撑，支撑点应设在节点处。支撑之间要用斜杆连成整体框架，保证木模整体稳定劳靠。支撑上横梁上表面标高应比拱片底部安装标高低100mm 左右，以便后续用木楔子找准拱片标高，最后用铁钉固定。④木模的校正。木模拱片吊装就位后，在拱片的顶及两边先用木条连成整体，然后调整拱片的中心线、标高及平整度，调整完成后，再用铁钉安装胎面木条，木条安装完成后用半个拱面长的卡板来检查拱面弧度，卡板与胎面木条的间隙不得超过1mm，否则要采用刨或垫木条的办法修正，直至全部合格为止[5]。

2.7 拱顶砌筑

拱顶砌筑需要较多的人员的材料，砌筑前应把材料准备充足，木模验收合格，各砖列砌筑控制线画在木模上，测温孔的留设和砌筑要求交底后，再开始砌筑，砌筑时一气呵成，保证在泥浆凝固之前锁完砖。在实地预排、配砖，在头、尾、中部各配一环，使其能符合拱胎弧线。根据预排砖和灰缝的实际尺寸，每5 环弹一条控制线，砌筑线从纵中心线往两侧弹，另外，还应在木模上准确量出每节拱的长度，用符合膨胀缝宽度的木条钉在木模上，砌筑时紧贴木条砌筑，保证膨胀缝的宽度。

砌筑前在前部、中部、后部各摆一列拱中，检查砌筑砖缝是否符合要求，检验无误后，开始砌筑，从胀缝开始相向砌筑，无干缝，横向错缝砌筑。错缝砖顶住胀缝卡位板砌筑，严格按图纸型号砌筑，避免出现加工砖。两侧同时砌筑，每天每侧砌筑20 列，在碹顶合门。砌筑时拉线，同时检查砖列与碹胎薄板的砌筑线是否重合。自制520mm×520mm 木三角板检验碹砖垂直度。砌筑时要每环拉通线，认清大小头。锁砖应留在偏中心一环，这样便于测孔温的砌筑，锁砖的深度约为整个碹砖长度的3/4，同一节砌完后统一打入锁砖，打入锁砖应用大木锤进行，如用铁锤必须在锁砖上垫上木板。

2.8 紧拉条施工

大拱砌筑完后立即紧拉条，紧拉条前要去掉钢构的临时固定件、木模与胸前之间的木楔子。紧拉条的目的是使拱均匀受力，使大拱稳固，采用观测拱顶受拉条的水平拉力隆起的位移来反映大拱碹砖的受力情况，用水准仪直接观察拱顶的变形。紧拉条时，要在两端同时拧紧螺丝，但不能一次拧紧。而是从头到尾反复多次逐步进行，直到大拱被收紧后上隆起，观察水准仪的标尺变化。紧拉条的速度控制在拱顶每小时上隆2mm 的速度进行，达到跨度的1‰时停止收紧。若发现拱顶两侧隆起变形的尺寸有差别时，将变形大的一侧钢立柱临时焊接固定，只紧变形小的一侧的拉条螺丝，使其保持对称后在去掉临时固定件。直到隆起变形达到理想状态后停止紧拉条，保持8h 后，直至变形不再发生变化时才允许拆模。

2.9 前脸L 吊墙的砌筑

首先检查垂直吊挂件的垂直度间距，确定无误后再进行砌筑。找出中心线及两侧边线，把第一排先进行预砌，在投料口池壁上放上一根HW400H 钢，保证第一排的水平度，然后从中间向两侧砌筑。砌好第一排后预砌三排，看是否出现错台，如错台不超过2mm即可进行拉线砌筑。灰缝严格按设计控制，材质不能混用，砌到找平层时，把外保温板密封钢板随即安装。水平胀缝和垂直胀缝按设计留设，水平胀缝在留设时先用准备好的小木楔支撑住，等整个墙砌完后，然后用保温棉填充。整个墙砌筑完后，进行清扫，用湿布擦洗一遍。

2.10 U 型吊墙的砌筑

在钢结构及铸钢件安装完后，检查钢结构的标高及几何尺寸。砖的平整度用铸钢件上的螺丝进行调整，从中心向两侧安装。

2.11 熔化部后山墙的砌筑

检查山墙托板，水平度达到后砌筑挂钩砖及山墙角砖。一般挂钩砖与上面一层砖不打灰，用3～5mm 石英砂找平，以利于墙的膨胀。支木模砌独立碹。一般独立碹都是多层碹，把预砌好碹砖按编号砌筑，灰缝不能大于1mm，基碹砌完后，紧顶丝及拉条，达到要求后再砌复碹。多层碹砌好后进行找平，按三竖砖找平一次，整个碹找平后，按设计要求留设胀缝，内外错开，避开立柱。随着大碹的弧度，以超碹头200mm 为宜进行退台砌筑。冷却部前后山墙砌筑方法同熔化部后山墙。