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玻璃熔窯運行到窯齡的后期，窯體經(jīng)常會出現(xiàn)局部構(gòu)造薄弱受損的現(xiàn)象，再運行下去就有可能出現(xiàn)大面積坍塌；或者出現(xiàn)能耗升高、產(chǎn)品質(zhì)量變差、運行效益降低的情況。在出現(xiàn)這樣的情況之前，就應(yīng)作好熔窯的冷修準(zhǔn)備工作了。
一般情況下停窯就要放玻璃水，然后拆除舊窯建新窯，即對玻璃熔窯進(jìn)行“冷修”；也有對熔窯進(jìn)行“熱修”的情況，熱修通常是在窯體出現(xiàn)局部破損、其余部位都還良好的情況下進(jìn)行，在熱修期間要短時停產(chǎn)或減產(chǎn)，還要對熔窯進(jìn)行保溫，熱修之后馬上恢復(fù)生產(chǎn)。
玻璃熔窯是大型、量少、不定型的熱工設(shè)備，很少在冷修中仍按原圖紙不變重新建造，往往或多或少都要進(jìn)行一些技術(shù)改造，有的還要進(jìn)行大改造。改造的目的大體有：①增加熔化能力、②提高熔化質(zhì)量、③節(jié)能降耗、④延長窯齡，這樣四項內(nèi)容中的若干項。
根據(jù)不同的改造目的，可有不同的改造措施，有些改造措施只能對熔窯的某一項經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行改進(jìn)，有些改造措施可以使熔窯的多項指標(biāo)得到改進(jìn)，比如：設(shè)計合理的窯形尺寸、使用高熱值燃料和高性能噴槍、訂購質(zhì)量優(yōu)良的耐火材料等，對玻璃熔窯增加熔化能力、提高熔化質(zhì)量、節(jié)能降耗、廷長窯齡都很有利。
一．增加玻璃熔窯熔化能力的措施
根據(jù)國內(nèi)外浮法玻璃熔窯的運行經(jīng)驗，對于浮法玻璃熔窯自身結(jié)構(gòu)來說，增加熔化能力的主要措施可歸納為：窯形尺寸、燃料與噴槍、耐火材料、全窯寬投料、加大予熔區(qū)、增加火焰覆蓋率、增加噴槍數(shù)量、提高熔化溫度、電助熔等等這樣幾項措施。
1．窯形主要工藝尺寸合理：窯形主要工藝尺寸要與熔化能力相匹配，特別是熔化部和熔化區(qū)的池寬、池長尺寸和池長與池寬之比至關(guān)重要，偏小了達(dá)不到熔化能力、偏大了既影響熔化質(zhì)量又對節(jié)能不利。
2．高熱值燃料和高效能噴槍：要提高玻璃熔窯的熔化能力，需要使用高熱值燃料并配備高效能噴槍，才能在熔化區(qū)內(nèi)達(dá)到理想的高溫熔化效果，熔化溫度對玻璃熔窯的熔化能力起決定性作用，高熱值燃料包括：重油、液化石油氣（LPG）、天然氣等。玻璃熔窯的噴槍安裝形式大體有兩種：①小爐內(nèi)點燃的噴槍，包括頂插式、側(cè)插式、底插式；②小爐外點燃的噴槍，為爐下式。目前國內(nèi)多數(shù)玻璃熔窯使用的是爐下式噴槍，維修更換都比較方便。相比較而言，小爐內(nèi)點燃的噴槍比小爐外點燃的噴槍效率要高一些，但投資較大，維修更換不太方便。
3．全窯寬投料技術(shù)：以往的相當(dāng)于熔化部池寬80％左右的縮窄投料口，由于投料機的布料斗(俗稱簸萁)的寬度要比投料池還要窄一些，因而配合料在窯內(nèi)的分布寬度也就是窯寬的70％左右，這樣窄的料帶進(jìn)入窯內(nèi)，顯然窯內(nèi)火焰對配合料的加熱面積沒有得到很好的利用。而采用全窯寬投料池，配合料在窯內(nèi)的分布寬度可以達(dá)到熔化部池寬的90％左右，窯內(nèi)火焰對配合料的加熱面積就得到了比較充分的利用，這對熔窯的熔化能力和熔化玻璃液質(zhì)量大有挺高。采用全窯寬投料池要比采用縮窄的投料池可增加熔化能力8～10％左右。
4．加大予熔區(qū)長度：通常所說的予熔區(qū)長度為l#小爐中心線至熔化部前端的尺寸，實際的予熔區(qū)還包括L型吊墻鼻區(qū)之下的部位。進(jìn)入窯內(nèi)的玻璃配合料經(jīng)過較長的予熔區(qū)受熱升溫，對提高熔化能力是很有利的。
5．增加火焰覆蓋率：火焰覆蓋率定義為全窯小爐噴火口總寬度尺寸占熔化區(qū)長度尺寸的百分比。火焰覆蓋率越大，窯內(nèi)火焰分布越均勻，對熔化作用越有利，能夠提高熔窯的熔化能力。
6．增加噴槍數(shù)量：國內(nèi)許多座熔窯的運行結(jié)果表明：小爐內(nèi)采用2支槍布置時，窯內(nèi)火焰分布不太均勻：而采用3支槍以上的多槍布置時，窯內(nèi)火焰分布的均勻性就提高了很多。窯內(nèi)火焰分布均勻，也相當(dāng)于增加了火焰覆蓋率，對熔化作用有利，能提高熔窯的熔化能力。
7．提高熔化溫度：高溫熔化對提高熔化能力是很有效的，采用高溫熔化是指在熔化區(qū)內(nèi)的熱點之前溫度制度要取較高的溫度曲線，熱點溫度要達(dá)到1590℃或更高一些。這要在熔窯結(jié)構(gòu)條件具備(包括窯型尺寸合理、采用高熱值燃料和高效能噴槍、耐火材料性能優(yōu)良)的情況下進(jìn)行。
有資料介紹：前蘇聯(lián)的垂直引上窯熔化部胸墻溫度，平均溫度每提高10℃，熔窯的單位產(chǎn)量平均增加4％。還有一種說法：熔化溫度由1560℃提高至1600℃，可使玻璃熔窯產(chǎn)量增加12％～15％。根據(jù)這些資料可以大致地認(rèn)為：熔化溫度每升高10℃，可以增加熔化能力3％～4％。
8．電助熔：提供電助熔設(shè)備的國外商家（英國F.I.C公司）曾明確表示：電助熔可提高熔化能力10％左右。對于新建浮法線的熔窯，只要沒有場地狹小等限制的時候，是沒有必要一開始就上電助熔設(shè)備的。往往是熔窯投產(chǎn)之后，發(fā)現(xiàn)熔化能力不足時考慮上電助熔。
二．提高玻璃液熔化質(zhì)量的措施
對于浮法玻璃熔窯自身結(jié)構(gòu)來說，提高玻璃液熔化質(zhì)量的主要措施可歸納為：窯形尺寸、燃料與噴槍、耐火材料、大澄清區(qū)、池底鋪面、攪拌設(shè)施、攔擋設(shè)施、空間分隔、窯壓穩(wěn)定、溫度恒定等，這樣一些措施。
1．窯形主要工藝尺寸合理：與熔化能力相匹配的窯形主要工藝尺寸，特別是熔化部和熔化區(qū)的池寬、池長尺寸和池長與池寬之比對熔化質(zhì)量也至關(guān)重要，偏大或偏小都會對熔化的玻璃液質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。
2．高熱值燃料和高效能噴槍：要熔化高質(zhì)量浮法玻璃，必須使用高熱值燃料并配備高效能噴槍，才能在熔化區(qū)內(nèi)達(dá)到理想的高溫熔化效果，熔化溫度對玻璃熔窯的熔化能力和熔化的坡璃液質(zhì)量都起決定性作用。
3．熔窯各部位耐火材料配置得當(dāng)并保征質(zhì)量：接觸玻璃液部位和可能剝落后落入玻璃液內(nèi)的耐火材料對玻璃液質(zhì)量影響很大，重點部位是熱點之后的小爐噴火口和冷卻部的池底、池壁以及冷卻部的出口平碹要用耐沖刷性能優(yōu)良的磚材，熔窯各部位耐火材料都要配置得當(dāng)并保讓質(zhì)量。
4．比較長的澄清區(qū)：在熔化區(qū)內(nèi)剛生成的玻璃液內(nèi)包含很多氣泡和灰泡(小氣泡)要在澄清區(qū)內(nèi)排出：同時剛生成的玻璃液的化學(xué)成分和溫度、密度、黏度都不相同，很不均勻，必須進(jìn)行均化。有比鉸長的澄清區(qū)，才能使更多的氣泡排出，玻璃液的均化作用也更明顯。
窯池底部的池底鋪面結(jié)構(gòu)：玻璃液在窯池底部的流動（常與表面流動方向相反）會對池底產(chǎn)生沖刷，被沖刷掉的池底耐火材抖粉末都要進(jìn)入玻璃液內(nèi)，而且不易熔化掉，是產(chǎn)生玻璃液熔化缺陷的重要原因之一，池底采用耐沖刷性能好的耐火材料就可比較好地解決這一問題。
6．玻璃液攪拌裝置：攪拌作用能明顯地提高玻璃液的均勻性，減少由于玻璃液的化學(xué)成分、溫度、密度、黏度等不均勻造成的玻璃缺陷。常見的攪拌裝置有水平攪拌器和垂直攪拌器，相比較而言，水平攪拌器結(jié)構(gòu)簡單，比較耐用，而垂直攪拌器的攪拌作用更好一些。
7．玻璃液表面漂浮物攔擋裝置：在玻璃熔窯內(nèi)，玻璃液表面有時會出現(xiàn)一些漂浮物，這些漂浮物主要來自兩個原因：一是未熔化的玻璃配合料渣滓；二是熔窯運行中窯體結(jié)構(gòu)上剝落或掉落的耐火材料顆?；蛩閴K。在浮法玻璃熔窯的卡脖處設(shè)置大水包，作用之一就是用來攔截玻璃液表面漂浮物的。
8．熔化部與冷卻部之間的上部空間分隔裝置：由于受換向等作用的影響，熔化部內(nèi)的溫度、窯壓、氣氛等對冷卻部有一定的周期影響，這對于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)浮法玻璃是很不力的?？ú钡鯄Φ淖饔镁褪前讶刍亢屠鋮s部的上部空間最大限度地分隔開，卡脖吊墻的分隔作用越強越好。
9．冷卻部的窯壓調(diào)節(jié)裝置：為了穩(wěn)定浮法玻璃的生產(chǎn)，要求冷卻部內(nèi)的窯壓要略高于熔化部的窯壓，并且可調(diào)。冷卻部的微調(diào)風(fēng)系統(tǒng)主要就是用來調(diào)節(jié)冷卻部的窯壓的。
10．冷卻部的溫度調(diào)節(jié)裝置：能夠保持冷卻部的溫度恒定，對生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)浮法玻璃非常重要，尤其是冷卻部的末端出口處的玻璃液溫度，很小的波動就會對玻璃的內(nèi)在質(zhì)量產(chǎn)生很明顯的影響，許多外國玻璃熔窯在冷卻部都設(shè)有溫度調(diào)節(jié)裝置，多是采用風(fēng)或水的冷卻裝置，也有采用升溫加熱措施的。
11．高溫熔化：高溫熔化對提高玻璃液的熔化質(zhì)量是很有效的，采用高溫熔化是指在熔化區(qū)內(nèi)的熱點之前溫度制度要取較高的溫度曲線，熱點溫度要達(dá)到1590℃或再高一些。
12．防止偏料粘邊：偏料粘邊現(xiàn)象是玻璃熔窯運行中比較容易出現(xiàn)的情況，沾邊的玻璃原料殘渣到達(dá)熱點之后就很難熔化了，要嚴(yán)重影響玻璃質(zhì)量，一定要采取各種可行措施防止偏斜粘邊，防止各種原因造成未熔化好的原料殘渣在熱點之后出現(xiàn)。
另外還有鼓泡、窯坎、電助熔等一些措施，對于某些小噸位熔窯或特種玻璃熔窯提高熔化質(zhì)量有一定的作用。浮法玻璃熔窯噸位大、慣性強，采用鼓泡、窯坎、電助熔等措施對提高熔化質(zhì)量體現(xiàn)不出來多大作用，而且還可能帶來某些隱患。
三．節(jié)能降耗措施
對于浮法玻璃熔窯自身結(jié)構(gòu)來說，節(jié)約能耗的主要措施可歸納為：窯形尺寸、燃料與燃燒、火焰高度、全窯寬投料、窯體保溫、窯體密封、格子體配置、淺池、窄卡脖、作業(yè)制度等這樣一些措施。
1．窯形尺寸：窯形主要工藝尺寸要設(shè)計合理，與熔化能力相匹配的窯形主要工藝尺寸，特別是熔化部和熔化區(qū)的長、寬尺寸和長、寬比例是有合理的最佳值的。達(dá)到了這個最佳值時，不但熔窯的熔化能力和熔化質(zhì)量都能得到保證，而且能耗最低。國內(nèi)許多玻璃熔窯能耗高的主要原因是熔化區(qū)的長度尺寸偏大，窯內(nèi)火焰分散，熱流密度低，達(dá)不到應(yīng)有的熔化溫度。
2．燃料與燃燒：使用高熱值燃料并配備高效能噴槍，才能在熔化區(qū)內(nèi)達(dá)到理想的高溫熔化效果。選擇合適的燃料、空氣比例，使火焰長度為窯寬的3/4；對噴槍進(jìn)行精確調(diào)整，達(dá)到合適的燃料供給角度和流速；實現(xiàn)燃燒過程自動調(diào)節(jié)；將換火時間調(diào)到最小限度；連續(xù)控制煙氣成分，是玻璃熔窯節(jié)能的基本條件。
3．火焰高度：應(yīng)盡量減少窯內(nèi)火焰與玻璃液面之間的高度，從小爐噴火口噴入窯內(nèi)的火焰，應(yīng)當(dāng)是既不能對玻璃液面產(chǎn)生擾動作用、又要盡量靠近玻璃液面。國外許多熔窯采用“頂插、側(cè)插、底插”式噴槍，噴火口掛鉤磚之上即為小爐炕面磚，小爐炕面頂比池壁頂高出大約500mm（470～580mm之間），助燃空氣在小爐內(nèi)傾斜向下俯沖與燃料相遇后燃燒生成火焰噴入窯內(nèi)，火焰緊貼玻璃液面又不擾動液面，熱效率比較高。
目前國內(nèi)自行設(shè)計的玻璃熔窯基本都采用爐下式噴槍，要在噴火口掛鉤磚和小爐炕面舌頭磚之間設(shè)噴槍用的“噴嘴磚”，噴嘴磚高度一般為200mm，這樣小爐炕面比池壁頂就要高出大約700mm（670～780mm之間）。火焰與玻璃液面之間的高度也就增加了200mm，顯然這就使火焰遠(yuǎn)離了玻璃液面，降低了火焰的熱效率，大約要降低3～5％，小爐炕面頂比池壁頂高出的越多火焰熱效率越低。
4．全窯寬投料技術(shù)：采用全窯寬投料技術(shù)產(chǎn)生的節(jié)能效果，可以從兩個方面來說：其一是在熔制工藝上，全窯寬投料池投入窯內(nèi)的配合料帶更寬、更薄，加大了配合料的受熱表面積和透熱性，使熔化區(qū)內(nèi)的熱量更多更快地被配合料吸收，從而減少了熱量向窯外的損失。其二在熔窯結(jié)構(gòu)上，采用全窯寬投料池可以把熔化部的池寬和池長做得略小一些，這就減少了整個窯體的表面散熱損失，從而產(chǎn)生節(jié)能效果。
5．窯體保溫：窯體的保溫對熔窯的節(jié)能作用大家都很清楚，需要保溫的重點部位包括：熔化部的大碹、胸墻、池壁、池底，小爐的底板、側(cè)墻、頂碹，蓄熱室的上段墻、頂碹，煙道的墻和碹。
6．窯體密封：窯體的密封對熔窯的節(jié)能作用是一目了然的，需要做密封的熔窯重點部位包括：投料口L吊墻鼻區(qū)磚下緣到池壁頂之間，熔化部池壁頂與掛鉤磚之間，各節(jié)大碹膨脹縫，小爐膨脹縫，蓄熱室墻與碹腳之間，蓄熱室各節(jié)碹的膨脹縫，以及各種操作門、孔、洞等都應(yīng)隨時做好密封。
7．格子體配置：燃料在玻璃熔窯內(nèi)的燃燒溫度與助燃空氣的予熱溫度成正比關(guān)系，助燃空氣的予熱溫度與格子體配置的合理性有很大關(guān)系，格子體配置是否合理主要體現(xiàn)在格子體蓄熱面積和格子體高度上。格子體配置合理了就能提高助燃空氣的予熱溫度，也就提高了燃料的燃燒溫度，就會產(chǎn)生節(jié)能效果。
降低排出的煙氣溫度對于玻璃熔窯的節(jié)能也會有比較明顯的作用，目前從玻璃熔窯蓄熱室排出的煙氣溫度一般在600℃左右，若能降低到200～300℃的話，將節(jié)能10％以上，要做到這一點是需要做開發(fā)和攻關(guān)性工作的。
有資料介紹：提高助燃空氣予熱溫度，能使燃料消耗大大降低，在助燃空氣予熱溫度到1000℃的熔窯內(nèi)，若將這個溫度提高到1100℃時，可以節(jié)省燃料8％，若提高到1200℃時，可以節(jié)省燃料15％。根據(jù)這一資料可以大致地認(rèn)為：助燃空氣予熱溫度每升高100℃，可以節(jié)省燃料7％～8％。
8．淺池結(jié)構(gòu)：玻璃熔池是一個大的散熱體，對于某一特定平面尺寸的玻璃熔窯來說，池深不同就是玻璃液的總量不同，池深越大就總量越大，散熱量也就越大。以往的玻璃熔窖熔化部池深多為1400～1500mm的深池，現(xiàn)在多為1200mm左右的淺池，冷卻部池深可為900mm左右，淺池結(jié)構(gòu)有一定的節(jié)能效果。
9．窄卡脖：從熔窯內(nèi)玻璃液流縱向斷面圖中可以看到：在卡脖處不同深度處的玻璃液流方向是不同的，靠近玻璃液面的上層向冷卻部流動，靠近池底的下層反向流回熔化部。流到冷卻部的玻璃液溫度下降了，再流回熔化部后又要再受到二次加熱，就要消耗熱量，卡脖縮窄就可以減少這種二次加熱消耗的燃料。
10．溫度制度：玻璃配合料的熔化速度與窯內(nèi)溫度制度密切相關(guān)，高溫作業(yè)制度能加快玻璃配合料的熔化和生成玻璃液，有明顯的節(jié)能效果。
四．延長窯齡措施
從浮法玻璃熔窯自身結(jié)構(gòu)來說，延長窯齡的主要措施可歸納為：耐火材料、熔窯鋼結(jié)構(gòu)、膨脹縫、L形吊墻、窯內(nèi)壓力、風(fēng)冷、水冷、熔窯砌筑、烤窯、維護(hù)保養(yǎng)等這樣一些措施。
1．耐火材料：熔窯各部位耐火材料質(zhì)量必須保證，不同部位耐火材料匹配要得當(dāng)，需要做酸堿分隔的部位必須有可靠材料分隔開，與玻璃液接觸部位的耐火材料必須能抗玻璃液侵蝕耐沖刷，蓄熱室中、上段格子體材料要耐高溫、耐堿性粉塵侵蝕。
2．熔窯鋼結(jié)構(gòu)：比如一座500t/d級的浮法玻璃熔窯是由近二十種不同品種的耐火材料、三百多個尺寸規(guī)格、幾十萬塊（50～70萬塊）、總重量幾千噸（5000～8000噸）耐火材料砌筑而成的。熔窯鋼結(jié)構(gòu)就是用來支撐和約束這個砌筑而成的窯體磚結(jié)構(gòu)的，熔窯鋼結(jié)構(gòu)必須保證窯體各部位的磚結(jié)構(gòu)從開始砌筑、到高溫運行產(chǎn)生膨脹后，都能保持不產(chǎn)生超過允許的變形或使磚塊壓碎。所以熔窯各部位的鋼結(jié)構(gòu)件即不能弱也不能太強壯。
3．膨脹縫：玻璃熔窯的窯體結(jié)構(gòu)要長期處于高溫下運行，窯體各部位的膨脹縫留設(shè)對窯齡的影響很大。耐火材料具有熱脹性，要保證窯體結(jié)構(gòu)的安全，對一些受到膨脹限制部位的窯體結(jié)構(gòu)必須留有合適的膨脹縫，保證耐火磚塊在高溫下不被擠碎，窯墻不變形。
4．L形吊墻：以往的玻璃熔窯前臉墻一般采用硅磚做的“魚肚碹”結(jié)構(gòu)。魚肚碹的股跨比一般都比較小，計算下來魚肚碹的碹磚壓應(yīng)力都比較大；魚肚碹的硅磚屬于酸性材料，要承受配合料內(nèi)的堿蒸汽的化學(xué)侵蝕；魚肚碹磚還要承受高溫作用的熱沖刷和侵蝕。魚肚碹處于這樣惡劣的工況條件中，安全可靠性很差，曾經(jīng)是影響玻璃熔窯壽命的最薄弱環(huán)節(jié)之一。針對魚肚碹使用壽命短的情況，L型吊墻結(jié)構(gòu)被開發(fā)了出來。隨著玻璃熔窯前臉L型吊墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，熔窯前臉墻結(jié)構(gòu)的安全可靠性問題便得到了很好的解決。
5．窯壓：通常所說的熔化部內(nèi)的窯壓為5～7Pa，是指窯內(nèi)壓力比窯外壓力高出5～7Pa。這種窯內(nèi)的微正壓是為了既保證窯外冷空氣少進(jìn)入窯內(nèi)，又保證窯內(nèi)少往窯外穿火。窯壓越大，越容易出現(xiàn)向窯外穿火，使得一些小的縫隙不該穿火的地方，由于穿火后而成了大縫，也就是平常所說的“燒穿”了，燒穿對窯體結(jié)構(gòu)壽命就要產(chǎn)生影響。
6．風(fēng)冷、水冷：玻璃熔窯上需要進(jìn)行吹風(fēng)冷卻的地方主要包括：熔化部兩側(cè)池壁、卡脖兩側(cè)池壁、熔化區(qū)的碹腳梁、投料口攔鐵、L型吊墻等。需要進(jìn)行通水冷卻的地方主要包括：卡脖入口處池壁外側(cè)拐角、液位池與熔化部相交處池壁外側(cè)拐角等部位。
7．熔窯砌筑：玻璃熔窯的砌筑質(zhì)量對熔窯壽命起很大作用，必須選擇有資質(zhì)的專業(yè)施工單位，施工設(shè)備要齊全，工種要配套，質(zhì)量監(jiān)督不可少，玻璃熔窯各部位都有詳細(xì)的砌筑要求，必須保證。
8．烤窯升溫：烤窯升溫對玻璃熔窯運行壽命至關(guān)重要，它將不可逆轉(zhuǎn)地影響以后的熔窯性能和壽命。比如由于烤窯不當(dāng)造成了窯體變形，開裂、下沉、擠碎等等，都要影響窯齡?？靖G升溫曲線必須合理，在升溫中需要控制膨脹的部位必須及時準(zhǔn)確地進(jìn)行操作，嚴(yán)格控制。
9．合理運行：玻璃熔窯的溫度制度要合理，各部位窯壓要合理、穩(wěn)定，液面波動要小，各種設(shè)施狀態(tài)良好、操作準(zhǔn)確，不產(chǎn)生運行中對窯體的破壞。
10．維護(hù)保養(yǎng)：要按玻璃熔窯運行操作規(guī)程每日做好對窯體的巡檢工作，出現(xiàn)問題及時進(jìn)行保養(yǎng)。在熔窯運行的中后期要加強維護(hù)保養(yǎng)工作。
五．結(jié)束語
以上是浮法玻璃熔窯冷修改造時，為了增加熔化能力、提高熔化質(zhì)量、節(jié)能降耗、延長窯齡而采取的一些常規(guī)措施。隨著熱工技術(shù)的進(jìn)步、熔窯設(shè)計經(jīng)驗的豐富、新型耐火材料的開發(fā)，會有更多更好的玻璃熔窯新技術(shù)將被開發(fā)出來，將使玻璃熔窯的熔化能力、熔化質(zhì)量、節(jié)能降耗、長窯齡方面取得新的應(yīng)用成果。
