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    玻璃制造過程中產(chǎn)生黑結(jié)石的原因及對策

    2019-09-10 07:22:44高永鋒郭遠(yuǎn)飛蘆東立

    高永鋒 郭遠(yuǎn)飛 蘆東立

    摘 要:本文介紹了在玻璃生產(chǎn)中頻繁產(chǎn)生的一種金屬黑結(jié)石,分析了其形成原因及主要對策措施,取得了良好效果,對同行企業(yè)有一定的借鑒作用。

    關(guān)鍵詞:黑結(jié)石;冷卻風(fēng);光高計;料桶支架

    1 引言

    黑結(jié)石曾是在一段時間內(nèi)影響我公司玻璃池爐生產(chǎn)的重要缺陷,由于種種原因經(jīng)常批量激發(fā),嚴(yán)重時100%產(chǎn)品廢棄,嚴(yán)重影響了公司的生產(chǎn)穩(wěn)定運行,必須從根本上消除黑結(jié)石的產(chǎn)生。黑結(jié)石的表現(xiàn)形式全部一致,為純黑色結(jié)石,成片狀、線狀等多種形狀。

    2 成分及來源分析

    我們對黑結(jié)石進行了取樣分析,分析結(jié)果一致,主要成份為鐵、鉻、鎳等不銹鋼成份。根據(jù)成分分析黑結(jié)石的產(chǎn)生需要具備以下幾個條件:1、有不銹鋼金屬物質(zhì);2、不銹鋼抗氧化最高溫度為1200℃,金屬物質(zhì)處的環(huán)境要高于1200℃;3、被氧化的金屬物質(zhì)進入通道玻璃液流中就能夠形成黑結(jié)石缺陷。

    我們公司玻璃窯爐通道采用的是艾姆哈特540式通道,該通道結(jié)構(gòu)的顯著特點為冷卻功能強大、冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,通道的燃燒空間與冷卻空間相互隔開,通道上部冷卻空間與燃燒空間由一層瓦楞板分隔開。瓦楞板采用國產(chǎn)的,厚度較薄,為通道的薄弱環(huán)節(jié)。經(jīng)過查閱圖紙資料并結(jié)合現(xiàn)場仔細(xì)勘察,我們發(fā)現(xiàn)通道瓦楞板已經(jīng)有斷裂出現(xiàn),因此判斷黑結(jié)石產(chǎn)生途經(jīng)在通道上。產(chǎn)生源為不銹鋼金屬物質(zhì),統(tǒng)計通道上采用不銹鋼制作的主要設(shè)備和管道有:1、通道冷卻系統(tǒng)的冷卻風(fēng)管和風(fēng)咀;2、測溫系統(tǒng)的光高計;3、通道燃燒系統(tǒng)的燒咀;4、成型料桶支撐架。

    3 現(xiàn)場原因分析

    3.1 通道冷卻風(fēng)管和風(fēng)咀

    冷卻風(fēng)管長時間與1300℃以上的高溫接觸會造成通道風(fēng)管的氧化,在調(diào)整冷風(fēng)的過程中已經(jīng)氧化的剝落物從瓦楞板斷裂的縫隙中掉入通道內(nèi),會在玻璃液中形成黑色結(jié)石。通過現(xiàn)場實際調(diào)查,可以明顯觀察到風(fēng)咀正下方有發(fā)暗的地方,說明風(fēng)咀底部已經(jīng)被高溫氧化。

    3.2 測溫光高計

    通道上溫度監(jiān)控共有6根光高計和8根熱電偶組成,熱電偶采用的是陶瓷管外套不會產(chǎn)生黑結(jié)石,光高計設(shè)計上為防止氧化腐蝕加有儀表空氣冷卻,但現(xiàn)場實際儀表空氣壓力為零。由于缺少了冷卻同時又處于1500℃高溫的火焰空間中,不可避免被高溫氧化,在通道壓力波動時光高計上高溫氧化物脫落,會直接進入通道玻璃液中而形成了黑結(jié)石。

    3.3 通道燃燒系統(tǒng)的燒咀

    通道燃燒系統(tǒng)由助燃空氣和天然氣混合后通過插入到燒咀磚中的燒咀進行燃燒,由于靠近火焰根部的溫度低于1200℃不會造成燒咀的氧化,因此該部位不會形成黑結(jié)石。

    3.4 成型料桶支撐架

    成型料桶支架與爐頭鍋的距離非常接近,從爐頭鍋蓋磚縫隙中穿出的高溫氣流造成料桶支架的氧化,在頻繁調(diào)整料桶高度的過程中,料桶支架上的氧化物受震動脫落進入玻璃液中會形成黑結(jié)石。

    3.5 通道溫度工藝控制方式

    通道溫度的控制方式主要采取調(diào)整冷卻風(fēng)達(dá)到穩(wěn)定玻璃液成型溫度要求,這種控制方式溫度反應(yīng)快但不穩(wěn)定。一方面由于操作人員調(diào)整冷卻風(fēng)較頻繁,另外我們現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn),設(shè)備本身也存在一定的波動,電動執(zhí)行機構(gòu)的電機在自動狀態(tài)下不停進行閥門開度的微調(diào),造成通道內(nèi)部壓力經(jīng)常波動,這樣極易導(dǎo)致風(fēng)管內(nèi)氧化物脫落進入玻璃液而形成黑結(jié)石的大量激發(fā)。

    4 對策改進措施

    4.1 加強光高計的冷卻保護

    在光高計支架下鋪墊76mm的耐火材料,使光高計離開通道表面150mm,減少高溫火焰空間對光高計本身的侵蝕,同時恢復(fù)儀表空氣對光高計進行冷卻,降低光高計護套的溫度。

    4.2 減少火焰空間對料桶支架的影響

    對料桶支架下阻擋火焰上竄的蓋磚進行改造加工,使其靠近料桶縮小與料桶之間的縫隙,一方面阻擋玻璃液熱量的散失,同時降低料桶支架附近的溫度到1200℃以下,防止料桶支架受高溫氧化。

    4.3 改變通道溫度控制方式

    改變通道溫度控制方式:一方面由原來的調(diào)整冷卻風(fēng)量改為調(diào)整各區(qū)燃燒大小,不僅滿足了料滴溫度的要求,同時玻璃液溫度的控制精度得到了很大提升,另一方面將電動執(zhí)行機構(gòu)的狀態(tài)由自動改為手動模式,避免了電機自身不斷的微調(diào)。另外為保證冷卻風(fēng)量的穩(wěn)定,風(fēng)機進風(fēng)口濾布更換周期由原15天縮短為7天,避免冷卻風(fēng)量出現(xiàn)大的波動。

    4.4 ?更換破損的瓦楞板

    利用成型大修換型期間,在通道入口用水冷板進行閘料,待通道冷卻后進行冷修,更換破損有裂縫的瓦楞板共計7塊,從途經(jīng)上減少氧化物進入玻璃液的可能性。

    5 實踐效果

    通過采取上述對策后效果非常的明顯,黑結(jié)石缺陷從對策前占比4.1%降低到0.28%,玻璃質(zhì)量恢復(fù)到正常生產(chǎn)水平,保證了公司年度計劃的順利完成。

    6 結(jié)束語

    在本次對策黑結(jié)石的過程中,我們結(jié)合同行企業(yè)經(jīng)驗以及新型耐火材料的發(fā)展,建議在通道結(jié)構(gòu)設(shè)計和新建上還可以進一步優(yōu)化,將金屬材質(zhì)的冷卻風(fēng)管和燃燒風(fēng)咀改造為高強度耐火材料材質(zhì),進一步降低黑結(jié)石產(chǎn)生的概率。

    參考文獻(xiàn)

    [1]玻璃制造過程中的缺陷.H-基甫生-馬威德和R-布呂納克主編

    [2]機械設(shè)計師手冊.機械工業(yè)出版社

    [3]《玻璃工藝學(xué)》.西北輕工業(yè)學(xué)院主編

    [4]《玻璃配料與熔解》

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