浮法玻璃熔窯熱修總結(jié)之卡脖吊墻在線更換

王坤典，王友樂

(1.江門華爾潤玻璃有限責任公司，江門 529095；2.浮法玻璃新技術(shù)國家重點實驗室，蚌埠 233000)

浮法玻璃熔窯中的卡脖[1]是連接熔化部和冷卻部的通道，卡脖吊墻的作用是減少流向冷卻部的熱氣流，以及降低熔化部的熱氣體向冷卻部的輻射和溢流。由于承受惡劣的環(huán)境條件，在運行過程中難免出現(xiàn)損壞，為了不影響正常的生產(chǎn)或減少生產(chǎn)的損失，就需要在不停產(chǎn)的情況下進行在線更換。該文對國內(nèi)某浮法玻璃熔窯在線更換卡脖吊墻磚經(jīng)驗進行了總結(jié)。

1 卡脖吊墻的基本情況

熔窯中的卡脖長6 000 mm、寬4 600 mm，卡脖吊墻位于卡脖中間位置，吊墻厚度230 mm，吊墻前后與卡脖碹間隙各20 mm，吊墻采用莫來石[2]磚的“非”字型磚板式吊墻結(jié)構(gòu)。

在第一次冷修技改中(第二窯期)，設計拉引量及窯爐整體結(jié)構(gòu)保持不變?？ú钡鯄?jīng)綜合評估后，對吊墻下部兩層磚進行了更換，其余全部利舊(包括鋼結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)冷卻裝置、大部分吊墻磚等)。

第二窯期投產(chǎn)后，鑒于卡脖吊墻整體結(jié)構(gòu)的利舊情況，其被列入日常巡檢重點檢查部位，同時將吊墻鋼結(jié)構(gòu)掛件、冷卻水包進出水溫度、流量、壓力、吊墻磚材溫度和外觀變化情況列入為班組巡檢內(nèi)容。在第二窯期的4年運行過程中，除吊墻鋼結(jié)構(gòu)中間位置個別掛件出現(xiàn)老化和輕微變形外，其它結(jié)構(gòu)均穩(wěn)定正常運行。

在一次72 h停產(chǎn)熱修過程中，為減小冷卻部溫度的下跌速度與變化幅度，一是熔化工段適當保持后區(qū)能量分配和后山墻溫度；二是抬起并抽出卡脖深層冷卻水包；三是逐步降低并關停稀釋風；四是在冷卻部尾端稀釋風進風口處加裝引流煙囪，引導熔化部熱量向冷卻部轉(zhuǎn)移。將卡脖由熔化部與冷卻部之間的能量與氣體分隔裝置，轉(zhuǎn)變成氣體與能量由熔化部向冷卻部轉(zhuǎn)移通道，卡脖空間的溫度隨之升高，卡脖吊墻受熱氣流沖擊影響尤為突出。

卡脖吊墻莫來石磚材受高溫(第一窯期)——低溫(冷修技改)——高溫(第二窯期)——較高溫(停產(chǎn)熱修)的多溫度區(qū)間長時間運行(9年時間)及反復熱震蕩影響，磚材內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)變(替換下來的老磚存在粉化現(xiàn)象)，下部1～3層磚材發(fā)生斷裂脫落，并掉入窯內(nèi)，見圖1。

2 卡脖吊墻異常對生產(chǎn)的影響

卡脖吊墻異常后，其在熔化部與冷卻部之間的氣體與熱量阻隔作用被削弱，卡脖吊墻前后的氣體流動狀態(tài)、壓力分布狀態(tài)及溫度制度相互影響，熔化部、錫槽和退火窯內(nèi)工況的變化而引起玻璃產(chǎn)品質(zhì)量的波動和生產(chǎn)安全的風險[3]加大，體現(xiàn)在以下幾個方面：

換火時，熔化部窯內(nèi)壓力波動的時間延長，由60 s增加到120 s左右。波動的幅度增大，由±3 Pa增加到±8 Pa左右?；鹧妗饬鲗ΩG爐耐火材料的燒損和沖刷加劇，窯內(nèi)硅質(zhì)耐火材料的滴落物增多，產(chǎn)品質(zhì)量受影響。硅質(zhì)耐火材料的滴落物成份及熱膨脹系數(shù)與玻璃存在較大差異，導致玻璃板在退火窯內(nèi)炸裂頻繁，產(chǎn)量損失較多。

熔窯內(nèi)玻璃液面頻繁波動，池壁侵蝕加快，窯內(nèi)玻璃液環(huán)流滯止區(qū)域雜物易進入生產(chǎn)流，板面鋯質(zhì)材料結(jié)石及其它夾雜物增多，產(chǎn)品質(zhì)量下降。

熔化部溫度、壓力及氣體流動狀態(tài)與冷卻部相互干擾，尤其是換火時對錫槽和退火窯內(nèi)工況穩(wěn)定性極為不利：一是流道溫度及流量劇烈變化，不利于錫槽內(nèi)溫度制度的穩(wěn)定和玻璃板板寬、厚度及單片厚薄差的控制；二是拉邊機、擋邊條頻繁動作，設備運行穩(wěn)定性及錫槽的氣密性難以保證；三是錫槽出口溫度及退火溫度隨之波動，玻璃的退火質(zhì)量難以保證；四是錫槽生產(chǎn)安全風險增大，易發(fā)生粘邊、斷板、滿槽等安全事故。

鑒于上述情況決定：一是在充分調(diào)查研究的基礎上制定卡脖吊墻在線更換方案；二是對更換方案進行推演論證；三是嚴格按方案內(nèi)容組織實施在線更換工作。

3 實施過程

3.1 實施方案及其存在的風險分析

3.1.1 卡脖吊墻起吊裝置的選取與安裝制作

方案一：使用熔化部左右兩側(cè)的單梁行車

隱患及風險預測：一是卡脖吊墻整體結(jié)構(gòu)重量在6 000 kg左右，兩臺單梁行車起吊限重均為3 000 kg，若使用行車作起吊裝置，不僅存在安全隱患且精度很差，可操作性不強。

方案二：利用卡脖吊墻原有鋼立柱為基礎，制作簡易龍門吊。

隱患及風險預測：一是制作安裝屬于高空作業(yè)，工作環(huán)境溫度較高，存在一定的安全隱患；二是制作安裝質(zhì)量要求較高，務必保持水平度與豎直度的同時，嚴格防范重物墜落對卡脖結(jié)構(gòu)的損害。

解決方案：經(jīng)多方面綜合考慮，方案一不作考慮，按方案二的要求，對簡易固定龍門吊進行制作安裝。

3.1.2 卡脖吊墻與卡脖碹部分粘合問題的處理

存在問題：卡脖吊墻與卡脖碹之間的縫隙最大處在10 mm左右，但部分位置有粘合現(xiàn)象，粘合位置長度在200 mm左右。在吊墻起吊過程中，粘合位置可能會出現(xiàn)吊墻磚掉落現(xiàn)象，而且強行起吊可能會損壞卡脖碹。

解決方案一：用水切割對粘合部位進行預先處理

隱患及風險預測：一是處理過程中有水進入窯內(nèi)；二是較多的磚渣落入窯內(nèi)；三是卡脖碹受急冷，炸裂風險較大；四是吊墻磚在受急冷后，部分磚因炸裂而掉落入玻璃液的風險加大。鑒于上述預測，此次方案僅作為備選方案。

方案二：強行起吊

隱患及風險預測：一是輕微粘合，起吊順利，少量雜物掉落；二是嚴重粘合，強行起吊吊墻磚大面積脫落或損壞卡脖碹。

3.1.3 新卡脖吊墻厚度選定

存在問題：原吊墻磚厚度為230 mm，吊墻磚兩側(cè)與卡脖碹間隙較小，部分位置有粘合現(xiàn)象。在新吊墻下落過程中，間隙過小容易出現(xiàn)卡阻、吊墻變形、吊墻磚及卡脖碹受損、吊墻磚脫落等情況。

解決方案：對新吊墻磚進行加工，將原磚厚度由230 mm調(diào)整至200 mm，使吊墻與碹磚前后各保持約25 mm的縫隙，待吊墻下落到位后對縫隙進行密封。

3.2 準備工作

3.2.1 搭建操作平臺

用槽鋼在卡脖碹上方、卡脖吊墻與冷卻部之間位置制作操作平臺，操作平臺寬度600 mm、長度略大于卡脖長度。操作平臺下表面距離碹頂最高處200 mm，以保持橫梁受力下沉后不接觸到碹磚。操作平臺鋼結(jié)構(gòu)上方用耐火棉進行保溫后加蓋薄鋼板。

3.2.2 安裝起吊裝置(承重10 t以上)

目前針對河南省的小微企業(yè)稅后優(yōu)惠政策很多，這些政策雖然涵蓋范圍非常之廣，但并沒有統(tǒng)一的體系規(guī)范。而且，國家對于小微企業(yè)的稅收優(yōu)惠政策變動也十分頻繁，企業(yè)對于不斷變化的社會經(jīng)濟發(fā)展可以更好的適應，可是因為此類文件并沒有以立法的形式正式頒布實施，其效力并不盡如人意。多方面的因素諸如人文，自然環(huán)境因素都有可能導致這些稅收優(yōu)惠政策無法落到實處，并且各種稅收優(yōu)惠政策涉及了各類稅種，計算方法多種多樣，對于企業(yè)來說稅制過于繁雜、計算過于困難，且這些政策在不斷地調(diào)整，這也阻礙了企業(yè)遠期目標的制定和實施。

在原吊墻支撐鋼立柱的基礎上，用同尺寸及型號的工字鋼對其進行加高，凈高度保持在吊墻凈高度的2～2.5倍之間，制作簡易龍門吊。安裝過程中保持龍門吊立柱豎直，橫梁水平。鋼結(jié)構(gòu)不能有晃動，以保證起吊過程中卡脖吊墻不發(fā)生前后左右4個方向的位移，避免卡脖吊墻與卡脖碹之間相互刮蹭和損壞。在卡脖吊墻的鋼梁上均勻分布焊接4個起吊環(huán)。在龍門吊上方橫梁上與吊墻橫梁相對應位置安裝4個5 000 kg起吊能力的手拉葫蘆(吊墻整體重量在7 000 kg左右)，見圖2。

3.2.3 加工吊墻磚

由窯爐車間提前按照要求對吊墻磚進行加工，將原磚厚度由230 mm加工至200 mm。加工后的吊墻磚不能有多角、缺角、厚度不均勻等現(xiàn)象。加工后的吊墻磚按預定的烘烤計劃進行脫水處理，烘烤120 h以上。

3.2.4 其它材料及工器具

與卡脖深層水包同形狀、同長度一進一出水包一對，軸流風機(13 000 m3/h)2臺，電焊機、氣割機各一臺及相關耗材，標準陶瓷纖維氈5袋(每袋兩卷，約30 kg)，14磅鐵錘(木把)1把，手錘2把，長度1 500 mm、直徑14 mm的鐵鉤子4把，長度1 500 mm、直徑22 mm的鋼釬子2根，平頭鐵鍬2把，5 t手拉葫蘆4個，現(xiàn)場照明設備、消防器材及勞動保護器材等。

3.3 相關工藝制度調(diào)整

1)窯爐方面。對部分格子體堵塞和爐條碹下方積灰較多的小爐進行熱通和清灰，對1#、2#小爐池壁進行綁磚處理，澄清部大碹進行重點檢查和熱修。

2)熔化方面。熔化量及各項工藝制度以穩(wěn)定為原則，配合格子體熱通、蓄熱室積灰清理和部分池壁綁磚工作，對相關工藝制度進行優(yōu)化調(diào)整。

3)成形和退火工段。錫槽提前收縮板寬至4 580 mm(有效板寬)，生產(chǎn)厚度維持不變，錫槽出口溫度控制指標上調(diào)5 ℃，錫槽做好隨時啟動斷板、粘邊等應急預案的各項準備工作。

3.4 在線更換過程

操作平臺、起吊裝置、新卡脖吊墻磚烘烤等各項準備工作確認完成后，進入在線更換的實施過程。

1)所有施工人員穿戴勞動保護用品，由安全員現(xiàn)場確認后方可進入施工現(xiàn)場。

2)原攪拌器位置穿入一對卡脖淺層小水包，對施工過程中掉落物進行阻擋。吊墻前卡脖深層水包保持不動。卡脖吊墻鋼結(jié)構(gòu)冷卻水包的進出水管由鋼管更換為耐油耐熱軟管，水管長度8 000 mm，以便于卡脖吊墻上下移動。

3)對卡脖吊墻前后拉條進行保溫隔熱處理，防止拉條高溫形變或燒損。連接并固定好吊具，穩(wěn)拿穩(wěn)放，防止人員及吊具的掉落。將吊墻兩側(cè)脹縫蓋縫磚上的雜物清理完成后，將蓋縫磚向外移動至脹縫全部裸露，過程中盡可能避免雜物落入窯內(nèi)。

4)首次試探性起吊高度在50 mm左右，觀察卡脖吊墻與卡脖碹是否僅為頂碹上表面粘合，吊墻提升有無卡阻。二次起吊高度在300 mm左右，再一次確認無卡阻現(xiàn)象后，第三次全部提起。

5)舊吊墻完全起吊后，窯爐維護工立即用備好的蓋縫磚對吊墻縫進行密封，上部加蓋兩層耐高溫玻璃纖維棉，防止雜物掉入窯內(nèi)。碹頂密封后，拆除舊吊墻磚并對掛鉤進行調(diào)整修復。調(diào)整吊墻鋼結(jié)構(gòu)高度，以便于舊吊墻的拆除及新吊墻的拼裝和檢測。

6)定位后開始對新吊墻進行拼裝。新吊墻必須嚴格按設計圖紙對吊墻磚進行拼裝，磚縫保持平行豎直，表面平整，不能有扭曲現(xiàn)象。

7)新吊墻拼裝完成，經(jīng)檢驗符合使用要求后，利用鋼結(jié)構(gòu)頂絲對吊墻磚進行緊固，打開碹頂脹縫蓋縫磚，將吊墻下落到碹拱部位進行烘烤，下落時4個吊點必須同步移動，以保持吊墻水平運行下降。新吊墻每2 h下落一次，一次下落50 mm，直至落到設定位置為止。

8)在新吊墻烘烤下落期間，安排專人跟蹤吊墻磚受熱膨脹現(xiàn)象，并及時微調(diào)頂絲以免吊墻磚擠碎，落到設定位置后對脹縫進行密封。新吊墻下落到位后，對吊墻鋼結(jié)構(gòu)冷卻系統(tǒng)進出水管進行切換，防止耐油耐壓軟管在高溫環(huán)境下長時間使用過程中出現(xiàn)老化現(xiàn)象。

9)抽出吊墻后用于阻擋浮渣的卡脖淺層小水包。更換工作全部完成后，拆除簡易龍門吊，以減少對卡脖及生產(chǎn)可能帶來的影響因素。新吊墻放置到位后的72 h內(nèi)，每小時檢查一次，72 h后恢復班組正常巡檢。

4 效 果

1)卡脖吊墻上升、拼裝及下落施工時間較長，掉落物較多，玻璃板面耐火材料結(jié)石較多，產(chǎn)品外觀質(zhì)量[4]較差，新吊墻下落到位約4 h后，產(chǎn)品外觀質(zhì)量便逐步恢復正常。

2)施工過程中，掉落物在卡脖水包后穿入的玻璃液表層小水包前積聚，受生產(chǎn)流的帶動作用，部分掉落物隨玻璃液從水包下方越過進入冷卻部。小水包對施工過程中掉落物的阻擋效果不明顯。

3)卡脖吊墻提升后，卡脖的分隔作用弱化，玻璃板面直徑在0.1～0.3 mm的微氣泡數(shù)量增多，產(chǎn)品內(nèi)觀質(zhì)量下降。新吊墻下落到位約8 h后，微氣泡便逐步開始減少并恢復到正常范圍內(nèi)。

5 結(jié) 語

上述浮法玻璃熔窯卡脖吊墻在線更換過程，從卡脖吊墻更換過程、新吊墻的運行情況及新吊墻更換后產(chǎn)品質(zhì)量的恢復情況來看，此次卡脖吊墻磚在線更換工作達到了預期的效果，取得了寶貴的經(jīng)驗，具有很好的參考價值。

[1] 陳正樹.浮法玻璃[M].武漢：武漢理工大學出版社，1997.

[2] 康建紅 秦剛剛 申向利.玻璃工業(yè)用鋁硅酸鹽耐火材料[J].建材技術(shù)與應用，2001(3)：16-17.

[3] 雷 強.浮法玻璃池窯液流形態(tài)分析(熔化部)[J].玻璃，2002,116(4):9-14.

[4] 王玉蘭，劉志付.浮法玻璃的質(zhì)量判定及檢驗[J].產(chǎn)品可靠性報告，2001(4):39-39.