90年代国家建材组织引进了美国Toledo浮法玻璃熔窑技术,十多年来,国内设计单位虽对其进行了必 要修改,但浮法玻璃熔窑的设计基本上都采用了这套设计图纸。从总体情况看,无论从熔化能力、能耗指标、熔窑寿命、产品质量等诸多方面都取得了很大进步,可以说是中国玻璃熔窑的一次革命,但Toledo熔窑的设计技术,操作技术自成体系,引门得到的只是设计技术,而工艺技术、操作技术及一些配套技术知之不多,这就要求我们在生产实践中不断探索、不断总结、不断完善。秦皇岛北方玻璃集团从95年起先后安装投产了由秦院设计的3条400吨级浮法玻璃生产线,其熔窑设计都采用了Toledo熔窑技术。本人有 幸参加了三条线的设计讨论、安装砌筑及投产后的生产工艺调整。现将对这一窑型的一些看法及生产运行中的一些成败经验总结一二,与同行的朋友商榷探讨。
1投料池结构及投料布置
1.1投料池结构
设计采用单投料池,池宽7.6米,占熔化池宽度的80%,采用45度大鼻区前脸吊墙,投料池长2.3米.
窑头安装两台3.4米宽倾斜式投料机,投料池可安装聚料水包或挡料水包.
1.2实际生产中的布1方式及存在问题
投料池宽7.6米而投料机投料宽度为6.8米,投料池在宽度上有约1米的无料区,不同的无料区不同布置,投料效果也随之不同,从实际操作看,我们先后采用了四种不同的布置方式.
第一种布置方式:两投料机对称布置,中间有一约500m的无料区并插一长约6米的聚料水包.这一布置在投产后一年多时间内没能将配合料聚在一起,而是较为严重的裤叉料,聚料水包没起作用,后来将聚料水包加长,才勉强将料聚起,但一旦料性变化或温度波动,很容易发生劈料或偏料现象,另外,这种方式即便将料聚起,中间料堆也偏远。
第二种布置方式:两投料机对称布置,中间留约1001n!的无料区,取消中间聚料水包,这样由于两台投料机动作不一致且投料池两侧无料区加大,料性及料层不合适,就会出现裤叉料或偏料,这种布置方式要求布料工艺严格,投料池内各种制度稳定,料性稳定,但从总体看,如控制合理,窑内料堆虽贴近池壁较多,但料堆分布较均匀,泡界线比较稳定。
以上两种情况都存在配合料与池壁接触的现象,大家知道,半熔状态的配合料在 “液、固、气”三相状态下,对池壁侵蚀远远大于熔化好的玻璃液,所以,这两种方式对池壁墙及挂钩砖侵蚀较重,严重时危及熔窑寿命。
第三种布置方式:两投料机对称布置,在投料池两侧沿内壁插一对挡料水包(这种方法是在第一种方式不能聚料的情况下为保护池壁而采取的),目的是阻挡进入窑内的配合料与池壁接触,以减轻对池壁的侵 蚀。但在实际操作中发现,如水包较短,配合料出水包后立即涌向两侧,形成后移的裤又料,如水包较长,则熔化区中间料堆较远,对熔化造成困难,我们采用一周后,不得不放弃这种布置。
第四种布置方式:两投料机对称分布,其中间距离尽量小并插一根长度适宜且可调整插入长度的聚料水包,该水包在满足聚料的情况下越短越好,这样通过调整插入窑内的水包长度及水温,可以很好的控制配合料走向,靠近池壁的配合栩良少,而熔化区中间料又不太多,料在窑内分布均匀合理,泡界线稳定。
总之,投料是玻璃熔制过程中重要的环节之一,它关系到配合料的熔化速度,窑内料堆分布,泡界线的稳定等,最终影响到玻璃的熔化质量.上面提到的四种方式,不同厂家根据实际情况各有所用,但投料技术的核心是:(1)均匀投料,熔化区内料堆分布均匀合理,最大化利用好熔化面积。(2)尽量避免配合料对池壁及挂钩石引曼蚀,以延长熔窑寿命,提高玻璃质量.(3)节能,充分利用预熔池的作用,减少热量损失,减少飞扬料侵蚀窑体。
1.3改进意见
1.3.1投料宽度应尽量加大,最好能实现一窑一台投料机,如采用两台投料机应采取措施使其同步喂料,这样减少了无料区,通过调整料层厚薄,实现入座后中间即不分料,而靠近池壁的料又很少.
1.3.2应设计准等宽投料池或等宽投料池,投料池越宽越容易实现薄层投料,投料速度慢,配合料覆盖面积大,配合料吸收热量也就越多,这样有利于提高熔窑热效率,有利于提高玻璃质量.
1.3.3投料池应采用全密封结构,构成预熔池,在大大减少投料口散热的情况下,相应提高了投料池温度,使配合料入窑后表层很快被熔化。从而减轻了窑头飞扬料.也减少了随烟气进入1#.2#蓄热室的飞扬料量。
2熔化部胸墙结构及内倾问题
2.1熔化部胸墙结构
如图所示,熔化部胸墙分上下两层且上层向窑内倾斜,胸墙、大谊、池壁三部分相互独立,胸墙由挂钩砖下部的胸墙托铁板支撑,大暄由大谴钢暄碴支撑。胸墙上部与大破间没设上间隙砖而是通过三块破脚箭头砖与胸墙项部的错台咬为一起,硅质破脚砖与电熔AZS砖之间用错英石泥浆隔离。胸墙挂钩砖与池壁砖之间没设下间隙砖,挂钩砖与池壁项之间有25。的缝。
2.2造成胸墙内倾的主要原因
从实际情况分析,造成胸墙内倾的原因主要有下面两种。
1)由胸墙顶与大谴脚之间的熔洞引起,当熔洞扩展到一定程度,大暄与胸墙脱开,上层胸墙砖很容易发生内倾,形成熔洞的主要原因是两种材料(硅质暄脚和电熔AZS胸墙)间发生高温共熔反应,而造成高温共熔反应的原因是它们之间的隔离层不好。笔者注意到在施工过程中,瓦工经常是一边做隔离层一边砌头砖,砌箭头砖的硅质泥浆较稀,流动性好,而做隔离层的错英石泥浆易沉淀、发硬、均匀性差。故隔离层薄而不匀,不饱满且掺入了大量硅质泥浆,在生产中火稍长或火根温度偏高,很容易发生高温共熔,而随着隔离层的破坏,熔洞迅速扩展。在第一窑期中,我们为控制谴脚熔洞扩展,专门设计安装了一套风冷装置,对暄脚进行风冷,这种方法有一定效果,但不能根治熔洞的扩展。
2)熔化部胸墙内倾的另一原因是托铁板烧损变形引起,从图可见,该窑没设下间隙砖,挂钩砖距液面较近,当发生裤叉料或偏料时,配合料能挤上池壁顶而对钩头进行侵蚀,再加上停电、停风及换火期间窑压波动大等原因,挂钩砖钩头很容易断裂掉入窑内,当钩头损坏后,窑内火焰直接烧蚀胸墙托铁板而使之 变形,从而造成胸墙内倾,在这种情况下,我们设法封往窑内火焰对托铁板直接烧蚀,但由于结构原,效果不明显。
2.3设计改进惫见
1)取消大破与胸墙间隔离层,三块暄脚箭头砖采用错英石砖,从根本上解决隔离层薄弱的问题,稳定谴脚。
2)采用下间隙砖结构,使挂钩砖与液面有一定距离,同时钩头一旦损坏也有处理的余地。
3)设计胸墙时,应使胸墙重心尽量靠外。
4)为防止钩头断裂应注意以下几个方面:a在挂钩砖材质及浇铸工艺上采取必须措施,如铸孔分布,退火质量等方面,提高其抗热震强度。b设计合理的挂钩砖长、宽比例,减少其热应力。c挂钩砖钩头间可设计 “砖销’,一旦某块钩头断裂而不至掉下去。d在砌筑时及点火投产后,池壁与挂钩砖之间的缝隙应密封,池壁顶应加挂钩砖护砖。e严禁停电,停冷却风,严禁换火期间出现负压.
5)采用耐高温,抗氧化,抗弯性能好的中硅球墨铸造铁做胸墙托铁板。
总之,以上只对Toledo熔窑操作的投料问题和胸墙内倾问题进行了简单讨论,而其它一些问题,如:温度控制、压力控制、气氛控制、回流控制等一系列问题将在以后的文章中加以探讨。
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