采用热风烤窑新技术延长玻璃熔窑的寿命

郭成峰

中玻（陕西）新技术有限公司

1 引言

熔炉的使用寿命是影响玻璃工业经济效益的重要因素。浮法玻璃生产线的熔炉是玻璃生产的基础之一。影响浮法玻璃生产寿命最主要的因素可以从设计、材质、砌筑三个方面来体现。目前我国玻璃炉的使用寿命逐步延长，只有在三个方面都合理优化运用，才能保证熔窑寿命。当前我国已吸收消化并成功地使用了许多先进技术，并在使用方面积累了许多宝贵经验，对浮法玻璃用热风烤窑技术实现延长熔窑寿命是可行的。

2 热风烤窑新技术研究现状

近年来，我国的玻璃工业发展迅速，玻璃的市场需求正在上升。一些大、中型玻璃建设项目已陆续启动，在完成耐火材料施工后，为了使新建熔窑尽早投产产生效益，采取措施缩短熔窑的烤窑时间，利用热风烤窑技术，避免明火直接进入窑内，缩短了烤窑时间，延长了窑炉寿命。热风烤窑是利用煤气、天然气、轻油、重油等高热值燃料的火焰，将热风灌入窑中，再压风机内的压力就会增强，然后高速喷入窑内，并保持窑内一个较大的正压，使窑体各部位砌体受到燃烧废气的均匀加热。当窑内各部位砌体达到800℃～1000℃时，点燃各小炉喷枪(燃煤气窑则过大火)，继续升温，直至将窑烘烤到预定温度投入正常生产。玻璃熔窑合理的结构、优秀的砌筑质量和成功的烤窑，无论是对于延长熔窑使用寿命还是提高玻璃产品的产量、质量都具有重大的意义。因此必须仔细策划、精心操作，确保窑炉烘烤质量。

3 热风烤窑新技术延长玻璃熔窑的寿命影响因素

3.1 设计

优化的设计是确保熔炉熔化能力的基础。近年来，随着能源的短缺，燃料成本在玻璃生产的比重越来越大，浮法玻璃窑炉的节能设计，降低窑炉热耗具有十分重要的作用。在设计初期我们就应该对玻璃熔窑进行合理设计。如果熔炉设计不合理，不仅不会产生高质量的玻璃液，还会影响熔炉的使用寿命。

设计中根据不同燃料种类，采用先进高效的燃烧装置，提高燃料的燃烧效率，同时提高了燃烧火焰空间的传热效率。蓄热室结构设计中，格子体蓄热高度，保证气流与格子体的充分交换，提高蓄热室热交换效率，提高助燃室空气的预热温度，增加火焰辐射效果。池底鼓泡装置的有效使用，能更好地控制、改善熔化池内玻璃液的对流体系，增加热交换过程，减少燃料消耗。台阶式池底结构的设计，减少玻璃液回流，降低玻璃液二次加热所需的热量。窑体保温技术的使用，减少热量的散失。投料口挡焰砖、吊墙的密封设计，密封罩的合理设计，减少了原料的飞散，有利于原料的预熔，降低了燃料的消耗，同时减轻了对窑炉的侵蚀。

3.2 材质

设计完成后，耐火材料的质量是影响炉子使用寿命的另一个重要因素。尽管我国近年来对融窑的材质准备比前几年好了不少，但是与国外先进水平也有偏差。耐火材料质量的差异是导致窑炉使用寿命与国外先进水平不符的重要因素，耐火材料质量的差异首先与改进玻璃质量相关，尤其是与玻璃液接触的耐火材料质量；其次是玻璃窑炉使用寿命的影响；最后是燃烧系统带来的冲击和影响。

当前，我国耐火材料工业的发展非常均衡。一些制造商的折射材料已接近国外的先进水平，这不仅在砖的内部性能上得到了证明，而且在外部尺寸和面积上也得到了证明。因此，作者认为，采购时不仅要选择砖的设计，而且还要检查质量。只要选择高质量的耐火材料，与仅使用材料本身相比，仍然有可能延长熔炉的使用寿命。

3.3 砌筑

砌筑在执行设计后的重要一环，砌筑的外观直接反映了设计的优劣。所谓砌体质量是指每个砌体过程和结果满足设计要求的程度。高质量的砖材不仅满足设计要求，而且为将来使用创造了有利条件。

砌筑熔炉的关键是正确使用砖材，保留合理的膨胀缝，耐火泥料饱满度不低于95%。如何科学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，并且不得混用或滥用。如果发生上述现象，则可能是砖的某些部分被误用，砖将迅速分解，或者砖之间混合或形成共晶污渍的化学反应会导致烧伤甚至烧毁，使窑炉寿命受到损坏。

4 延长玻璃熔窑的寿命技术方案论证

4.1 点火烤窑前的准备

4.1.1 烤窑前的检查

烤窑是点火前的最后一道工序，并且是融窑耐火材料和使用寿命的关键之一。烤窑前必须准备好熔炉中的所有维护设备，并进行彻底的预检查，最重要的事情如下：检查管道是否足够清洁，以防止可能的金属碎屑阻止烤窑时机器的运作；检查石油、天然气、水和其他管道的压力测试；检查阀门手册的打开和关闭条件。如果电气设备，传感器，执行器和控制系统已准备就绪。检查回油门和润滑状态是否到位，检查松开固定器和上部电源线所需的设备和工具是否已准备就绪。

4.1.2 制订合理的烤窑升温曲线

因为熔炉设计是有几个不同的耐火材料的材质混合在一起，但是不同耐火材料的线温度膨胀系数是不一样的。温度根据缓慢的加热速率而升高，最高可达到600，热量存储在750℃，这有助于平衡不同耐火材料的线温度膨胀系数，特别是对于熔融耐火材料的均匀膨胀以避免壁和砖由于加热不均匀，材料会扭曲和破裂，并且大碹砖块会下沉。

4.1.3 砌筑烤烟道小炉

通常，在烟道和烟囱的底部砌筑一个点火器，用木材、木炭用于烘烤烟道，能有效地加热并去除烟气中的水分和空气，以提高烟囱的吸力，这对于燃气熔窑非常重要。

4.1.4 拉条和顶丝的调整

碹志及膨胀尺的设置，随着烘烤温度的升高，大碹硅砖的膨胀率也随之变化。为了不使大碹和炉体的整体结构变形，根据碹志及膨胀尺的变化尺寸，必须相应地调整立柱拉条和顶丝。按照烤窑规定，进行频繁检查，经常性的观察，及时进行调整。检查碹体膨胀情况、池壁顶丝变化情况、蓄热室墙体变化情况、挂钩砖与下间隙变化情况等，采取有效措施，调整拉条及顶丝状态，保证窑炉烘烤达到理想状态。

4.1.5 热风枪的布置和清扫

在烘烤之前彻底清洁熔窑内部是非常重要的一步，特别是重要的胀缝、拐角等位置，以确保调试后尽快正常工作。进行清洁时，请先使用清洁胶带清洁熔窑中的碎屑，然后使用钢丝清洁污垢区域，然后清洁熔窑，最后使用真空吸尘器清洁熔窑底部。同时对熔窑、冷却部、蓄热室碹等部位、前后山墙采用硅酸铝纤维毡进行保温，其他预留胀缝用保温棉保温，防止对玻璃液造成污染，保证热风枪的布置和清扫是完全干净和纯净的。热风枪的布置和使用数量，以满足熔窑加热的要求。根据熔窑的大小，通常在投料口安排3～4 个单元，在澄清部和冷却部每一侧安排1～3个单元。

4.1.6 热电偶的布置及检测装置

烤窑前先使用镍铬镍硅电极。放置在烤炉中的热电偶的净深度为150mm。所有热电偶应具有相同的放置深度。美观的外观是蓄热室温度，大型塔等。有助更改倾斜度，将热电偶设置为主温度控制器，使用适当的电线补偿温度（铜固定型），然后使用数字温度循环测试仪显示热电偶读数。通过记录仪，及时记录熔窑各部位温度变化趋势，分析数据，根据温度变化，及时调整热风枪燃料负荷使用量，及时调整窑体的膨胀。

4.2 窑体膨胀控制

为了防止热膨胀给熔窑带来损伤和破坏，在设计、砌筑过程中根据各种耐火材料在温度由常温状态到高温状态时以膨胀严实为宜，同时位置应避开受力部位、熔窑骨架与孔洞，以免影响强度，膨胀缝内不等有杂物等。在热风烤窑过程中，指挥人员必须进行严格的窑体膨胀控制，根据融窑的实际情况进行相应的调整，对关键部位进行拉丝处理，并且要拉紧拉丝。前脸墙和山墙通过熔窑冷却风进行控制和调整。前脸吊墙冷却风必须在熔窑温度达到150℃时开启10%，以后每天增加刻度5%。在熔窑温度达到150℃时钢碹碴风10%，以后每天增加刻度5%。池壁中在加满材料后应该通入2%的风量，之后每天都要通入2%的风量。

4.3 选用先进的燃烧系统及控制系统

燃烧系统及控制系统不仅能决定能耗水平，而且决定热风烤窑新技术延长玻璃熔窑的寿命。因此，我们公司采用了先进的燃烧技术，根据每对小炉热负荷分配，助燃风量的分配，采用定值流量进行控制，燃枪采用捷克燃烧器，通过DCS 控制系统，并结合了满足当前要求的设计，配置和编程思想，以确保固定供气量及所要雾化的总气量的执行。使用上述系统提高了每个参数的控制精度和稳定性，减少了炉子的热损失，提高了热效率和熔体质量，减少了炉子的腐蚀，并延长了炉子的使用寿命。

4.4 采用熔窑全保温技术

烤窑结束后，熔窑膨胀达到了稳定状态，为了节约能源，降低燃料消耗，选用新型的密封材料和保温材料，对熔窑大碹、胸墙、池壁、小炉、蓄热室等部位进行热保温技术，有效地降低燃料消耗。

4.5 运用热风烤窑技术,保证熔窑的长期运行

运用热风烤窑技术，能大大增加熔窑的长期运行，增加设备的使用寿命。采用热风熔窑技术可以改进以前古老技术的缺点。它采用柴油热风枪加热，热风为正压填充炉内，温度控制稳定，大碹受热均匀，热风烤窑技术转换充分，这对延长熔窑使用寿命非常重要。在吸收国外技术的基础上，确定了烤窑热风的科学技术方案，并已成功应用该技术。我公司500 吨/天的浮法生产线采用该技术，确保生产质量的稳定，并为熔窑安全操作提供了极好的条件。

5 结束语

玻璃熔炉的寿命是影响玻璃工业经济优势的重要因素。影响玻璃熔窑使用寿命的因素主要有设计、材质、砌筑、烘烤、使用等5个方面，并提出了点火烤窑前的准备，窑体膨胀控制，选择合适的熔窑，选用先进的燃烧系统，采用熔窑全保温技术等方面来提高热风烤窑新技术延长玻璃熔窑的使用寿命。