烤窑质量对玻璃熔窑生产的影响

烤窑质量对玻璃熔窑生产的影响

我们公司的电子玻璃磁强瓦尔茨瓦146.5米，于2007年5月关闭。2007年第4季度,根据市场情况,要求熔窑迅速投产,达到正常生产要求,因此本次熔窑启动具有“时间紧、任务重”的特点,在熔窑安全、时间进度及工程质量等各方面都有严格要求。1在烹饪前确认和处理连接1.1启动技术的困难分析1.1.1新型纳米材料的基本性能由于经历过一次升、降温,熔窑各部位耐火材料内部组成都经历了晶型转变,各耐火材料无论体积还是膨胀曲线等物化属性对比新的耐火材料都有所差异(如图1硅砖在升降温过程中的膨胀变化),这些环节必须在烤窑方案中考虑处理。1.1.2角钢内部弧膨胀速率大,容易与角钢“接触”本次启动相比之下,温度升高时碹内外由于温差而导致的内外弧膨胀速率差异加大,极易与碹角钢形成“线”或“点”接触,增加了烤窑工作的难度,这种情况如不及时调整,就会产生事故。1.1.3加强添加明显竞争因素的监控同样的现象在格子体也存在,在处理蓄热室时必须严格监控格子体的状态,确保格子体各部受热均匀、膨胀一致,处理不当很有可能导致格子体变形、坍塌、蓄热室墙体开裂等情况发生。1.1.4池底钢结构滑动性池底主次梁间及小炉托铁由于闲置生锈而影响熔窑膨胀滑动。池底钢结构滑动性减弱后,影响池底砖结构膨胀,进而可能损坏池底砖、电极;小炉底钢结构滑动性减弱则会导致大碹变形。因此,钢结构与耐火材料的结合部位需严密监控。1.1.5电极和电极砖电极与电极砖的结合也是需要处理监控的重点,需避免电极、电极砖在膨胀过程中行程不一致而出现的损伤。1.2池底材料的清理和磨削由于池底增设电助熔,为保护池底电极,在前期停炉卸料时,在池底保留了约300mm厚的玻璃。本次启动首先对玻璃进行清理,然后用角磨机对池底耐火材料表面进行了打磨。清理后确认池底等窑体损伤较大,主要问题如下。1.2.1表层池底砖安装效果打磨结束后,发现池底变形严重:池底中部明显突起,矛盾比较突出的鼓泡前、电极后处最多达4.5cm。掀起表层池底砖确认池底情况,发现支撑层平面也存在较大偏差,各砖最大偏差接近3cm。表层、支撑层耐火材料之间有大量玻璃(见图2)。1.2.2鼓泡鼓泡管与池底平面平齐,经过压缩空气对鼓泡管进行疏通后,鼓泡管均具备使用条件。1.2.3烧结材料的修复通道、熔化池底胀缝多被玻璃充实,尤其熔化池,原铺面层、支撑层设计交错膨胀缝,本次烤窑铺面层、支撑层已烧结为一体,已没有修复可能;另外,熔化池鼓泡前后存在3条约15mm池底裂缝,裂缝贯通池底各层,池底裂缝的开裂带动池壁开裂,造成池壁、池底胀缝连通。1.2.4网格砖格子体已烧结为一体,最上层砖剥皮严重。1.2.5熔窑损伤远超料至正压池部分电极砖表面开裂,电极表面存在一定异物。通过确认工作,窑体损伤及变化远超预料情况。尤其池底,损伤较大,如不合理处理,必将影响熔窑安全及后期生产。结合现场情况,经技术人员研究后采取以下处理方案。1.3在烹饪前处理1.3.1铺设覆盖物技术人员对池底进行改造,共更换池底砖106块,对铺面层、支持层间玻璃进行清理,然后添加锆质捣打料找平,铺面层铺设41#电熔AZS,尽可能保证表面平整,施工时需注意保留膨胀缝。对池底、池壁裂缝,利用吸尘器进行清理后,加工合适的电熔AZS薄砖片进行填充、夯实。1.3.2粉碎等异物对电极附近玻璃进行保守清理,对电极附近粉尘等异物用吸尘器进行清理,避免电极在高温下被异物腐蚀;清理后,将电极表面用玻璃制品覆盖,避免高温下电极氧化腐蚀。1.3.3胀缝间玻璃、烧结物清理(1)对各节熔化池、蓄热室大碹及与墙体间、工作池与通道间等膨胀缝间玻璃、烧结物进行清理。(2)熔化池底膨胀缝已不可修复,结合实际情况,经过计算后,本次采取措施是:池底两侧为放开顶丝,自由膨胀;纵向方向为顶紧流液洞侧,熔窑整体向加料端自由膨胀。1.3.4优雅的风格清理上层格子体。这样,蓄热作用虽有所减弱,但避免以后上层格子体剥皮脱落,堵塞格子体。1.3.5砖结构与钢结构的结合部位的重建在小炉支撑铁上,小炉膨胀方向加圆钢,制作滚动轨道。1.3.6顶丝及润滑清理对熔窑周围所用顶丝及拉条螺帽等进行确认,将转动不畅的顶丝及螺帽进行更换或润滑。最后,对熔窑内部用吸尘器进行详细清理;对熔窑各碹使用76mm厚陶瓷纤维毯进行保温。2为混合炉设计的准备2.1制暖炉设备配置2.1.1助燃风机最低性能(1)热风烤窑器(烤窑烧枪)合计9套,烤窑用的燃料是天然气,每个烧枪都要有单独的助燃风机和安全系统,烧枪及助燃风机最低性能见表1。(2)16条以上K型热电偶及S型热电偶正补偿导线(有补偿记录);膨胀标尺不少于11只。(3)结合现场制作调整螺栓、顶丝和拉条的工具;准备备用螺栓、顶丝,手测压力表;应急用膨胀丝等。(4)用于热处理的硅质泥、锆质泥、锆砖片及陶瓷纤维毯、硅质保温砖等。2.1.2制暖炉设备配置(1)桥墙处投入不足熔化池6套,其中加料端4套,结合烤窑升温,逐步对称投入;桥墙处2套(结合以前经验,投入1套即可,另一备用,视情况投入);工作池2套,从工作池烟囱下投入;烟囱下1套,用于保障烟囱抽力,烤窑过程中,烟气采用直排。(2)标准35和烧毁设置至少每节大碹设置1条热电偶,1支膨胀标尺,在本次启动发现内部有裂缝的熔化池第1节大碹裂缝外部增设临时膨胀标尺,加强观察。2.2加热炉的温度方案升温方案是烤窑方案的关键。合理制定烤窑温度方案不仅有利于节能,对整个窑期生产的稳定也举足轻重。本次烤窑升温方案重点如下。2.3熔窑压力控制策略合理控制压力曲线是保障烤窑温度曲线制度实现的前提,控制熔窑前后、左右的压力稳定性及均匀性,对保障大碹整体及格子体等安全尤为重要。烤窑过程的压力控制一般通过以下方式实现:(1)通过对烧枪风量、烟道闸板及烟囱底部温度的控制保障压力受控。(2)通过对膨胀缝的密封保障压力稳定。(3)通过对左右烟道闸板的调整保障左右压力均匀。由于熔窑中压力分布在空间上有一定差异,一般高度每升高1m,压力升高0.8mmH2O(如图4)。因此,在压力控制方面要求压力取点要固定,测量点压力稳定,不会受到烧枪火焰的冲击。本次烤窑熔化池测压点为8#小炉后胸墙中部接近桥墙处,距离池底1.5m左右;工作池测压点与熔化池测压点水平高度接近,烤窑过程池底压力为0,窑压的控制随温度升高而升高,本次烤窑的压力控制方案见表2。2.4吹加粒度的影响结合本次熔窑具体情况,本次热风烤窑吹加碎玻璃需考虑以下情况:A由于池底找平使用大量锆质捣打料,池底温度需升高至1350℃以上,以保障锆质捣打料充分烧结;B出于保护电极考虑,尽可能防止明火氧化损坏电极。C碎玻璃粒度要严格限定,粒度大,吹加行程短,很难铺设均匀,对池底膨胀、电极保护不利;粒度小,碎玻璃则易吹入格子体或膨胀缝内,侵蚀格子体,同时影响烤窑进展。结合实际情况,我们制定碎玻璃吹加方案:(1)熔窑烤窑开始前,使用玻璃制品覆盖电极,达到低温情况下保护电极作用;(2)根据电极表面覆盖制品玻璃的熔化情况,在1350℃熔窑保温情况下,开始从前端加料孔吹加碎玻璃。(3)根据电极分左右两排,制作两套吹加碎玻璃装置,从对应2#、5#加料孔交替吹加,碎玻璃吹在电极表面,根据情况,确定交替时间,以保障电极表面冷却。(4)按照以上方法吹加至玻璃覆盖电极,停止吹加玻璃,熔窑继续升温。(5)温度升至1500℃左右,继续吹加碎玻璃,至玻璃液位升至距离设计液面线200mm时,开始使用加料机按设计碎玻璃率投加粉料。2.5对于鼓泡的处理一般烤窑采取热态钻孔安装鼓泡,本次由于使用原安装鼓泡,在鼓泡的处理上采取两点措施:(1)尽可能保障鼓泡区域池底砖结构稳定,以防止鼓泡管折断。(2)烤窑过程开始后,鼓泡管通气,以保障鼓泡管冷却及防止堵塞。3在整个烤炉方案的实施过程中，解决和处理3.17池壁与池底斜缝进一步加由于方案制定详细,整体低温段烤窑进行顺利。但随着温度的升高,池底膨胀前移,池底没有设置膨胀缝的矛盾逐步开始激化,温度升至750℃左右,点检发现加料端池壁砖也出现了内倾(参见图5),池壁与池底表面斜缝最大达27mm,并有进一步加大趋势。对现场分析:由于池底砖、池壁间烧结有玻璃,使池壁池底烧结为一体,在池壁钢结构作用下,池壁前移受阻导致了该现象的发生。考虑750℃已达到了玻璃的软化点(695℃左右),在机械力作用下应该可以改善。安全起见,对烤窑计划进行修改:(1)调整熔化池、工作池750～1000℃的升温计划,升温速率由5℃/h改为3.0℃/h。(2)调整顶丝力度,将靠近池底排顶丝(图5的1处)顶死,上排(图5的3处)松开。经过上述过程调整,倾缝逐步缩小,至烤窑结束恢复至19mm左右,基本保障了安全。3.2阻碍电极移动的方案温度升至接近800℃时检查发现,电极砖已向加料端移动30mm左右,并且池底部分次梁和黏土大砖有阻碍电极移动的趋势。技术人员讨论后,确定处理方案:(1)将部分影响电极位移的黏土大砖砖孔扩大;(2)将电极云母片夹紧装置焊接薄钢板进行延长;(3)阻碍电极移动的次梁改造。最终,虽然电极前移最大距离100mm,但通过处理依然保障了电极、池底的安全。3.3熔窑重力作用随着池底耐火材料纵向膨胀位移加大,在摩擦力作用下,池底加料端部分次梁以及电极区域次梁,随池底移动严重前倾,次梁与主梁间倾缝最大达到20mm(见图6),情况危急。技术人员分析受力:熔窑整体重力所造成的压力较大为主要作用力,主梁、次梁间为自由连接,在倾斜的次梁加料端侧焊接斜支撑作用下,一定程度可以减弱次梁的进一步恶化,之后,随着受力稳定,在熔窑重力作用下,次梁很有可能逐步恢复。制定措施进行改造,改造实施后,池底次梁倾斜逐步受控,并随着窑炉的运行倾缝逐步缩小,目前不足10mm。4池壁材料的处理本次烤窑历时22天,最终顺利出料,烤窑效果良好,实现了生产迅速恢复的目标。主要经验是:(1)二次启动时,池底、小炉底钢结构多会出现锈死现象,影响烤窑过程中窑体的自由膨胀,是烤窑过程的难点,制定热处理方案需综合考虑、仔细论证。(2)区别于首次启动,熔窑大碹及格子体已烧结为一体,并且耐火材料已进行过一次晶型转变,增加了烤窑的难度,这些在制定烤窑方案时均需区别对待。(3)本次烤窑过程中,锆质捣打料与电极的处理是一个矛盾。保护电极需在电极表面铺设玻璃,尽量使电极不接触明火;而表面铺设玻璃层厚时,池底温度下降,影响锆质捣打料的烧结。(1)在150℃左右设计保温段,以便耐火材料“出汗”,考虑为二次启动,本保温段时间不需太长,结合情况确定。(2)150～350℃主要为硅砖的高速膨胀阶段,考虑大碹已烧结为一体,升温速率定为2.5℃/h。(3)350～650℃,大碹硅砖膨胀速率减缓,本阶段升温速率定为4℃/h。(4)650～1000℃,电熔AZS的膨胀为热处理的焦点。考虑到部分池壁AZS砖存在微小裂纹,处理比较困难,因此采取保守方法,制定本阶段升温速率为5℃/h。(5)1000℃时设置一定保温阶段,本阶段设置保温主要考虑三个因素:(1)烤窑方式由热风烤窑烧枪切换至熔窑正常烧枪,这时参考温度由于加热方式的改变,可能会有