浮法玻璃熔窑的热修保窑讲课.docx
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浮法玻璃熔窑的热修保窑讲课
浮法玻璃熔窑的热修
一、热修的相关知识：
（一）、影响熔窑使用寿命的五大因素：
1、熔窑的设计：
熔窑的设计尺寸，熔化部与冷却部搭配是否合理，小炉对数和吹出口尺寸是否能满足设计能力等。
将给熔化和成型工艺造成影响。
也直接影响熔窑使用寿命。
2、砌筑施工质量，砌筑时砖缝是否按要求控制，炭浆是否饱满，砖材是否混用，膨胀缝留设是否合理，碹体是否严密吻合等都将影响熔窑使用寿命。
3、烤窑质量：
熔窑要严格按升温曲线进行，大碹拉条要根据大碹膨胀情况及时松紧。
池壁砖烤窑中尽可能减少炸裂或无炸裂，池壁风合理安排送风。
各部位顶丝要及时松紧等，只有好的烤窑质量才能更好地延长熔窑使用寿命。
4、熔化质量：
熔化工艺的稳定是延长熔窑寿命的最关键因素之一，包括火焰角度、长度、窑压控制，热点温度的控制和稳定，燃料的选用，泡界线和拉引量的稳定等。
5、热修质量：
热修方案的合理制定，热修材料的合理使用，侵蚀严重部位的合理保护，热修内在质量的有效性等。
（二）、耐火材料的分类：
1、按耐火度分类：
①普通耐火材料：
耐火度1580℃～1770℃
②高级耐火材料：
耐火度1770℃～2000℃
③特级耐火材料：
耐火度2000℃以上。
2、按气孔率分类
特致密材料
3%以下
普通材料
20～30%
高致密材料
3～10%
轻质材料
45～85%
致密材料
10～16%
超轻质材料
85%以上
烧结制品
16～20%
3、按生产方法分类
①烧结材料②不烧结材料
③热压制品，将耐火原料配合料加热到热塑状态压制而成，压制成型后再轻烧。
④熔融浇注材料
4、按化学组成分类
SiO2系统材料Al2O3－SiO2－ZrO2系统材料
SiO2－Al2O3系统材料MgO系统材料
不定型耐火材料：
是由骨料和一种或多种结合剂组成的混合料，有的以交货状态直接使用，有的加一种合适的液体调配后使用。
不定形耐火材料分类：
1、整体构筑和修补用材料
①耐火捣打料：
使用前无粘附性的材料，它由骨料和结合剂组成，如有必要加入液体。
②耐火可塑料：
由骨料、结合剂和液体组成，具有可塑的粘稠性，以交货状态直接使用。
③耐火浇注料：
由骨料和结合剂组成的混合料
④耐火喷涂料：
由骨料和结合剂组成的混合料，专门制备供风动和机械喷射方法施工。
2、砌筑和接缝材料：
这种材料可用于抹刀或类似工具施工，用于砌筑或灌缝。
3、耐火涂抹料：
由细耐火骨料和结合剂组成的混合料。
根据产品种类，主要结合剂可以是陶瓷的，水硬性的，化学的或有机的。
（三）名词解释：
1、耐火度：
耐火材料在无荷重时抵抗高温而不熔化的性质。
2、荷重软化点：
耐火材料在高温下的荷重变形温度。
3、高温蠕变性：
耐火材料在高温和一定荷重下承受小于极限强度的某一恒定荷重时，产生塑性变形，变形量会随着时间增长逐渐增加，甚至造成材料的损坏。
4、热震稳定性：
耐火材料抵抗温度骤变而不破坏。
即不生产裂纹，剥落裂缝、碎块的性能。
5、抗渣性：
耐火材料除受到机械侵蚀外还可能受到化学侵蚀。
（四）耐火材料的属性：
酸性
无接触性反应型
碱性
粘土砖
碳砖
烧结白云石砖
熔融石英
高铝砖
镁质砖
硅砖
铬砖
锆英石砖
ZrO2＞65%锆英石砖
锆刚玉砖
耐火材料的热膨胀数值（mm/m）
锆刚玉砖
8.0
粘土砖
7.81
50%—80%高铝砖
7.81
90%刚玉
10.40~13.02
硅砖
13.02~15.63
镁砖、镁铬砖
20.83
铬砖、铬镁砖
10.40
镁橄榄石砖
15.63
耐火材料之间的反应温度（℃）
锆质
碳化硅砖
硅砖
粘土砖
高铝砖
刚玉砖
镁砖
镁铬砖
锆质
×
1650
1650
－
－
－
－
1600
碳化硅
×
×
1620
1550
1600
1600
1450
1450
硅砖
1650
1620
×
1480
1570
1570
1450
1550
粘土砖
－
1600
1680
×
1650
1650
1600
1550
高铝砖
－
1600
1570
1650
×
1705
1600
1550
刚玉砖
－
1450
1570
1650
1705
×
1705
1550
镁砖
－
1450
1450
1600
1600
1705
×
1550
镁铬砖
1600
1450
1550
1550
1450
1550
1705
×
（五）耐火材料的侵蚀：
（1）硅砖：
主要是砖体的高温侵蚀过程，在碱性成分作用下砖表面被熔融形成含富SiO2的新的玻璃相。
这种玻璃相粘度较高，它不仅堵塞了气孔，同时还使得碱金属离子向砖体内层的扩散迁移受到了阻挡，只有当表面的高粘度玻璃相逐步随玻璃液的流动或温度升高而被带走时，砖体才又进一步受到侵蚀。
侵蚀后硅砖的状况：
表面为一层很薄的高粘度玻璃层，其后面是白色致密的方石英结晶层，此层中Fe2O3含量只有0.1%。
这一层后面是浅绿色方石英结晶层。
由于含FeO较高呈浅绿色，再后面是灰色过渡层。
这一层中鳞石英含量较原砖高，而方石英含量较少，最后面是浅黄色未变层。
硅砖的晶相组成：
石英1%15%（箭头所指方向质量较好），鳞石英3050%，方石英4060%，在骨料中含方石英最多，其中心部会有少量未转化石英，而鳞石英含量很少。
（2）电熔锆刚玉，又称白铁砖：
由化学稳定性较高的刚玉，斜锆石晶相组成。
两种晶相紧密结合使结构均匀致密，气孔率低，因而抗侵蚀性能很高，并且随ZrO2含量的增加而提高。
因此，锆刚玉砖大多用于熔窑温度最高部位。
如：
小炉喷火口，胸墙，投料池和熔化部池壁，流液洞和小炉等。
由于锆刚玉砖所含玻璃相较多（20%左右），在1100℃附近将开始软化渗出，并且随温度的升高造成流失。
玻璃相的渗出与砖中存在的碳、碳化物等杂质相关。
砖材在熔窑内氧化气氛中使用时，由于氧向砖扩散，与这些化合物反应放出CO2、SO2等气体，这些气体将熔融的玻璃相挤出，在表面形成核泡。
特别是存在碱性氧化物时会使玻璃相在更低的温度下流失。
还将发生刚玉和斜锆石（ZrO2）晶相的高温熔解作用，斜锆石的饱和浓度远比刚玉小，而斜锆石-刚玉共析的晶体，在钠钙玻璃中的饱和浓度也比单独结晶的刚玉低，此外，玻璃液与砖体接触时，玻璃中碱性氧化物将同刚玉发生交代作用。
而斜锆石难以同玻璃液反应，而被富集在接触带中。
与玻璃液接触的砖体表面层，由于Al2O3（尤其是ZrO2）的熔入使附近的玻璃液粘度增加，因而在砖体表面形成一层高粘度的保护层，阻碍了玻璃液与砖体的进一步作用，只有在温度升高或玻璃液流动变得急剧时，使得保护层遭到流失，新的砖面又被暴露。
A的侵蚀：
生产白玻不用助熔和鼓泡技术，
颜色玻璃或玻璃含Fe2O3量在0.1%以上时，
池壁砖被侵蚀情况。
B的侵蚀：
是玻璃含Fe2O3量在0.05%以下的
超白玻璃或使用助熔及鼓泡技术时，玻璃液
面下部温度高的池壁侵蚀。
（3）高铝砖：
在使用时由于表面受到侵蚀剂中R2O的侵蚀后，砖中莫来石会分解，因而生成一层刚玉与霞石的变质层。
变质层会由于换向造成的温度波动而剥落就会使侵蚀不断进行，因而会造成很大的破坏。
（4）镁质砖：
镁质砖在没有受到化学侵蚀的情况下，直到1400℃其高温强度都不会降低造成破坏。
蓄热室墙体和格子体除了受到高温作用外，还受到侵蚀剂的作用。
镁质砖受到大量R2O侵蚀后，方镁石和复合尖晶石之间的硅酸盐次要结晶会与R2O起反应生成软化点很低的低粘度液体而流失。
这就使主要晶相之间失去了结合物而松散，引起强度降低。
其强度下降程度与温度和R2O的浓度有关，严重情况下，上层格子体会完全碎裂、倒塌。
二、熔窑的热修：
（一）池壁的维护、热修：
1、下冷却水钩子法和下刀把砖法。
池壁维护的冷却水钩子和下刀把砖法，适用于有池壁下间隙的熔窑，根据池壁的侵蚀情况，为减缓池壁砖的侵蚀，我们将事先准备好的相对应尺寸的无缝钢管制做的或无缝方钢水钩子和锆刚玉刀把砖或锆英石刀把砖，沿被侵蚀的池壁浸入窑内侧液面下50mm左右，使附近的玻璃液粘度增大凝固，控制好出水温度在50℃以下，将水钩子和锆刚玉刀把砖想办法固定好，能较好地起到池壁砖的保护作用。
2、外贴（绑）铁砖（锆刚玉砖）法：
当池壁砖使用侵蚀到只剩下30mm左右厚度时，在池壁外侧贴一块70～120㎜厚的33#无缩孔锆刚玉砖，规格尺寸根据现场实际情况制定。
一般情况下新绑铁砖较原砖高度略低10㎜，为了避免使用时急热，将准备外贴的铁砖在小炉脖下放一个星期以上，充分烘干砖内水份。
在外贴砖时避免遇到明火，如确实避免不了明火，可事先将透火部位处理好，再进行外贴砖。
砖与砖之间接触面要平整，砖顶头缝在2mm以下。
每次更换将池壁顶铁角钢割2块～4块砖长度，铁砖放好后，用1--5mm不等厚度的铁皮垫平垫好，再将此部位割下的角钢重新焊接牢固，再进行下一步外贴砖，依次进行到池壁侵蚀所需外贴的部位。
第一次外绑铁砖，要根据熔窑的设计年限而定，随着耐火材料质量的不断提高，第一此外绑砖时间都延长至36个月以上，整个窑期最多可进行三此绑砖，可较好地实现熔窑的设计年限或超设计年限以上。
3、顶换池壁铁砖法：
顶换池壁铁砖法，适用于是二层以上池壁的熔窑。
先把需使用的铁砖在小炉脖下预热一星期以上，充分烘干砖内水份。
一般一次顶换铁砖要在3～4块，新换铁砖排码尺寸要比原池壁砖排码尺寸长度和高度小10mm。
在小炉两侧大工字钢立柱上相对应位置牢固焊接好两根200mm的槽钢，槽钢要背靠背，间距50mm，做为顶换新铁砖承重架，并在合适位置用10mm钢板焊接，制作两个30～40mm梯形螺纹顶丝，将螺母焊接在正对池壁外皮的一侧承重架钢板上，螺纹的螺距要略大一些（如图1），顶丝的操作端钻12mm以上孔径的孔。
在被顶换池壁砖的相邻两块砖用1寸管制作两个水钩子，钩住相邻的两块池壁砖并用花兰螺丝连接固定牢靠。
（如图2），在顶换铁砖前要将四周的影响池壁顶换行程的障碍排除掉，且要必须保证相邻的两块原池壁砖没有炸裂纹。
用100mm的槽钢长度和顶换新铁砖长度一样或略短一些。
顶放在所需更换铁砖高度位置的2/5处。
两根顶丝顶在100mm槽钢上。
顶换开始需两个人将转把插入顶丝孔中，统一听指挥，顶丝转动方向、角度保持一致，顶换铁砖要密切注意相邻两块砖的位移变动情况，随时松紧水钩子，要分时顶换池壁，停下后检查池壁变化情况，最终将新换池壁砖顶进原池壁砖厚度的一半即可。
此更换方法技术含量高，存在一定的危险性，一般情况下不采用。
（图示说明在讲课时绘制）
（二）蓄热室：
蓄热室格子体在使用中，由于受到配合料中碱性分料和燃烧废气物中SO2等气体的侵蚀，使格子体砖表面逐渐受到破坏，带有一定粘度的高温生成物，流失到蓄热室格子体下部850℃位置，（一般在炉条上1m处）堵塞格子体。
在格子体堵塞相对较轻时，我们要对格子体进行疏通，给熔化工艺的稳定创造良好的工作环境。
一般采用以下三种方法。
1、捅捣法：
就是工人师傅门穿戴好劳保用品，在火根时进入到蓄热室炉条碹下沉渣室内，用事先准备好地可以对接的钎子，将堵塞部位的瘤子一一疏通。
此方法每20分钟换火捅捣一次，效果明显经常被采用，熔化工艺上要配合好，换火提前5分钟通知。
2、烧融法：
就是将正常换火时间延长至30分钟或40分钟换一次，将火焰长度适当放长至蓄热室内，提高蓄热室格子体的上部和下部温度，使粘结在格子孔内的瘤子熔化脱落，起到疏通格子体的目的。
此方法对蓄热室上部结构的侵蚀和熔化工艺略有影响，一般不采用。
3、底部烧融法：
就是在蓄热室炉条碹下沉渣室，架设可调节高度的柴油枪，调整好油泵压力和雾化气压力，在正常生产的情况下，火根时，将柴油枪对准堵塞的格子孔，烧失掉孔内粘附的瘤子，起到疏通格子体的目的，此方法要密切注意保护好炉条碹，火不能直接烧住炉条碹，底部烧融法疏通时间较长，在格子体堵塞相对较严重时采用。
热修蓄热室：
不论是煤气和空气蓄热室，在格子体受到严重侵蚀堵塞后，对熔化工艺影响很大的情况下，都要考虑对蓄热室进行热修。
热修煤气蓄热室时小炉闸板要闸死并将分支烟道堵死，不能热修时出现煤气渗漏或遇火燃烧和放炮及煤气中毒。
热修空气蓄热室时小炉闸板同样要闸死。
在蓄热室两侧立柱上适当位置，每侧各固定一个用L100角钢制做的倒燕尾槽孔，打开上部热修门，担上圆钢管做横向支撑，插入两根事先制作好的80～100mm孔径，根据蓄热室纵向长度长出1m左右的水杠，水杠之间用槽型套管连接，用花兰螺丝在立柱上固定牢靠，插入热修用带有折叠水挡帘的水箱，检查调整上下水是否合理，蓄热室上部透火部位根据现场情况采取相应措施修补好，熔化工艺和热修要密切配合。
拆除前根据现场情况架设脚手架或架设钢平台，准备好长钩子、钎子、大锤、水枪、捅杠、风镐等工具，将蓄热室下部热修门打开拆除蓄热室内的旧格子体，旧格子体清除时要注意上下左右的施工安全，最后拆除至炉条碹，将炉条碹找平，缺角部分进行修复再码上新的格子体。
格子体的形式：
有西门式、编篮式、十字式、筒子式等。
我公司常用的有编篮式、十字式、筒子式。
（如图所示为筒子型码放讲课时绘制）。
要求：
格子体码放与蓄热室墙体留50～70mm缝隙，格子砖之间有8mm缝，码放要平稳，高度误差热修时每米不超过5mm。
（三）小炉舌头碹：
小炉舌头碹是煤气和空气经过混合，在预燃室预燃后，通过一定的角度喷出的必经之处。
材质多采用锆刚玉砖，在使用中由于此部位温度较高，和锆刚玉的特性及煤气燃烧的侵蚀，窑炉运行到中后期，根据对熔化工艺的影响和小炉舌头碹实际烧损情况，就要确定对小炉舌头碹进行热修更换。
将分支烟道煤气闸板闸死，煤气分支闸板前用砖砌住挡严，避免渗漏煤气遇火燃烧和放炮、CO中毒，打开空气蓄热室上部热修门，将事先制作好的Φ100左右两根水杠插入到水平通道上，支撑在蓄热室两侧立柱上适当位置固定的L100角钢制作成的倒燕尾孔穿入的横向圆钢管上。
然后先穿入一根Φ100的用无缝钢管制作的水包，水包长度参照图纸下到舌头碹前半米处，出蓄热室墙外皮2.5～3m（如图1），水包前端缝隙内塞入硅酸铝纤维毯，外用铁皮包好焊固定，水包宽度比蓄热室进出口窄50mm～80mm，高度和小炉舌头碹底点到水平通道高度一样，这时，抽水两根事先插入的水冷杠。
再穿入一根用Φ100左右无缝钢管制作的带有和某一部分斜坡碹碹弧吻合的反向水包（图2）。
此水包高度面要做成碹弧，从小炉舌头碹底点加Φ100管径到斜坡碹，两水包是落在一起的。
一个下方向；一个上方向。
小炉水平通道至上部热修门架设冷却水排。
最后打开空煤气下热修门上部碹弧部位2m2左右，上下蓄热室热修门都架设上轴流或离心风机，降温24小时后，小炉舌头碹更换前将煤气蓄热室格子体上表面铺上铁皮，避免拆除舌头碹时掉砖块砸坏格子体。
瓦工师傅穿戴好劳保品进入到需要更换的舌头碹前，将烧损的舌头碹拆除，在煤气垂直上升道舌头碹根部一侧墙体上，钻两个有一定间距Φ16以上的孔，打入相应孔径的钢筋露出墙体30mm左右做支撑点，位置参照水平通道表面高度标高，用L40角钢将垂直上升道横截面与水平通道同一平面四周固定住做为碹胎支架。
上面放上木制碹胎，码放好新更换的舌头碹，锁门砖要微带上劲就行。
撤掉所有的水包，水排，冷却风机，铁皮等，堵好蓄热室上下热修门，煤气分支烟道堵墙拆除，按工艺流程逐渐恢复生产，木碹胎和碹胎支架都不要。
（新更换舌头碹的材质为锆英石砖或烧结锆莫来石砖。
图示说明在讲课时绘制）
（四）胸墙
熔窑胸墙运行到中后期，由于熔化部池壁侵蚀剩越来越薄，胸墙挂钩砖断裂和断掉较多，加上胸墙上部与大碹接触处碹角部位的侵蚀透火，或在生产中经常进行改色温度产生波动，会造成胸墙出现向窑内倾斜现象，当倾斜到一定程度，就会出现胸墙倒塌，直接影响熔窑使用寿命，必须要进行治理。
在熔窑大立柱之间大碹上部增加一根200槽钢连梁，将事先制作好的水冷杠支架焊接在连梁上。
准备水钻一台，制作符合碹股结构的水钻支架放在大碹上，用Φ130mm的水钻头在测量好下水杠的位置处，将大碹上钻一个垂直孔。
孔的横截面要有1/4面积覆盖在胸墙上。
用100槽钢长450～550mm在槽钢上铣两个100mm长、宽16mm的键槽做托架，焊接在水冷杠支架上，焊接上支撑，托架上安放一块10mm厚，100mm宽，长450mm左右的托板，托板上和100槽钢一样有铣好的两个100mm，宽16mm的键槽，端头开一个Φ85mm的孔。
将准备好的长2.5mΦ76mm不锈刚水冷杠通好上下水，穿过Φ85mm孔的托板，套上Φ100mm的钢环，钢环上焊接有Φ16mm的拉环。
然后通过大碹钻好的垂直孔接触到胸墙部位，调整好水冷杠角度后将水平托架与托板之间穿有两个螺钉（Φ14mm）上紧。
用花兰螺丝拉住钢环上的拉环固定焊接在下连接上，调整花兰螺丝使水冷杠紧拉住胸墙，调整好上下水温度即可。
要求水冷杠支撑点在吹出口平碹碹碴处，水冷杠出大碹控制在300～400mm，水冷杠与垂直方向有15～20°的夹角。
出水温度控制在50℃以下，要加强检查水冷杠的使用情况，下水冷杠孔用带有半圆的硅砖封严。
（图示说明在讲课时绘制）
（五）大碹：
大碹内表面特别是前区，受到碱性粉料和火焰气氛的侵蚀，在内表面形成一个或多个融洞，长期下去就会出现透火形成鼠洞，鼠洞直径在Φ300mm以下称小鼠洞或较大鼠洞，在Φ300mm以上或更大称为大鼠洞。
小鼠洞透火时，一般为上口小下口大，，采用人工将上口扩大，吊挂5mm钢板用硅质捣打料填实打实。
或将透火口盖上硅质砖，待一定时期透火口扩大后再修补。
对较大鼠洞用8mm以上钢板吊挂，用硅质捣打料分二次以上将鼠洞填实打实。
大鼠洞透火时，要采用吊挂砖形式修补。
将事先定制好的根据大碹厚度做的凸字型硅砖，硅砖上部钻两个Φ16mm深30mm的孔，放在烤砖小窑内烘烤，使温度升到850℃以上。
准备好Φ12mm以上钢筋做的吊挂钩若干个。
吊挂钩上穿好细钢丝。
利用大碹拉条或在大鼠洞四周制作一个吊挂架，将大鼠洞进行简单的处理，用隔墙板将鼠洞盖上挡火，将吊挂钩挂在硅砖上一一吊在吊挂架上，打开隔热板将硅砖吊挂在合理位置上，四周可用小砖块和硅质捣打料填实打严，烧结牢固即可，取下吊挂架，必要时可加风保护。
（六）斜坡碹和蓄热室顶碹热修：
熔窑使用到中后期，小炉斜坡碹由于玻璃相的流失，火焰气氛侵蚀，温度、窑压的侵蚀，会产生剥落掉块变得越来越薄。
蓄热室顶碹由于格子体堵塞越来越重，废气和碱性气体在蓄热室内产生涡流，冲刷蓄热室顶碹和墙体。
造成顶碹越来越薄。
热修方法两种，一种是在小炉斜坡碹或蓄热室顶碹上直接铺一层100mm厚的锆质捣打料或硅质捣打料。
另一种是在碹体碹碴处，用L100的角钢焊接固定在相应的立柱上，将需修补的碹捣打一层50mm厚的对应材质的捣打料，在角钢上砌筑好碹碴砖，用230×114×65/55的刀砖配合标准砖发一幅碹，因为使用的砖没有经过预热，所以所发的碹留两块砖不锁门，待完全膨胀后将门锁好，缝隙地方灌上粘度小的热补料即可。
不管采用哪一种覆碹方式，都要将原碹体吹扫干净。
（七）应急预案的制定：
熔窑进入到后期或超期运行阶段，局部可能会出现较严重的事故隐患，为确保熔窑安全运行和保窑工作的顺利进行，最大限度地延长熔窑使用寿命，为在一切应急预防措施实施的情况下仍发生意外时，尽量减少造成的损失，必须制定应急预案。
一、应急领导小组：
根据局部烧损情况，制定出相关领导和单位的保窑应急领导小组。
二、应急职责
根据相关单位制定出各自职责范围。
包括：
安全、消防和医疗保护。
三、应急状态的确定
根据可能出现的事故的情况确定应急状态
四、应急准备：
包括放玻璃水工作，应急工器具、风机，应急演练和培训，要责任到人。
五、应急措施
一但出现较大事故，各单位按照自己的分工，做好止火，协调，砸头子，大窑的保护，紧拉条，防止烧坏各种设备和厂房等各项工作。
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