玻璃熔窯砌筑技術(shù)探討

吳祿東

（十一冶建設(shè)集團有限責(zé)任公司，廣西柳州 545007）

0 引言

回顧浮法熔窯設(shè)計史和施工史，多年來我國在玻璃熔窯建設(shè)上都有很大的進步，生產(chǎn)規(guī)模逐漸擴大，新時代背景下，對熔窯砌筑又有了更多的要求。浮法玻璃熔窯的砌筑質(zhì)量，對玻璃燒制質(zhì)量和使用窯齡有重要的影響。對熔窯砌筑全過程進行精細化管理，規(guī)范施工行為，控制砌筑質(zhì)量，能夠提高企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，延長爐齡，為生產(chǎn)企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益[1-2]。

1 施工準(zhǔn)備

1.1 施工技術(shù)準(zhǔn)備

具體工作如下：①在玻璃熔窯耐火材料砌筑施工前，施工人員應(yīng)認真熟悉圖紙，了解施工圖要求的磚材材質(zhì)、幾何尺寸、結(jié)構(gòu)形式以及相關(guān)技術(shù)規(guī)范。②在熟悉圖紙的基礎(chǔ)上筑爐專業(yè)施工員對施工作業(yè)隊進行全面的技術(shù)交底，并根據(jù)施工組織設(shè)計方案的要求，對施工的特殊關(guān)鍵部位針對性地提出技術(shù)措施和施工工藝準(zhǔn)備。

1.2 耐火材料堆放、出庫、運輸

具體工作如下：①對所需的耐火材料在砌筑前要按圖紙和裝箱單清點并按磚加工場地的平面布置和施工先后順序分門別類地堆放。②用專制的樣板、卡規(guī)（可由木工制作）對耐火磚進行抽樣檢驗量度，分大、中、小號，并做出標(biāo)記，運到初選堆放場地。③耐火泥要按品種分開堆放，并有明顯標(biāo)記，以免錯混，堆放場地要防雨防潮。

1.3 木模的制作

木模的預(yù)制必須依照設(shè)計參數(shù)合理選材、精心制作、弧面貼合，胎面準(zhǔn)確、組裝堅牢、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、操作方便，拆除靈活。

（1）木條的加工。木材采購時優(yōu)先選擇干樟木松木料，按照設(shè)計需要購買各種規(guī)格和厚度的板材，要保證板條的厚度均勻。使用前對木料進行精加工，木條的尺寸根據(jù)設(shè)計拱片間距調(diào)整，保證堅固牢靠，不能出現(xiàn)凹陷、斷紋。板條按要求加工完成后，根據(jù)規(guī)格尺寸分類存放至密閉倉庫，防止暴曬或受潮，引起變形、開裂，降低木模強度。

（2）拱片。拱片是構(gòu)成拱胎的中樞，它是拱和頂砌筑成功的基礎(chǔ)。拱片制作時應(yīng)根據(jù)拱的結(jié)構(gòu)，按照木模設(shè)計參數(shù)和擬定的方案選擇相應(yīng)規(guī)格的木料，烘干加工之后在拱胎的制作現(xiàn)場制作，制作時注意，拱片形狀和木模整體弧形表面必須與拱的內(nèi)表面貼合。對于跨度較大的拱、拱片選擇采用桁架組合制作的方法，這樣拱片的結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性都易于保證，根據(jù)拱片在拱胎支設(shè)中擬定的布局方案計算出每個拱片所支撐區(qū)域的重量（磚體）及材料堆放等影響因素確定合理的桁架桿件尺寸和連接結(jié)點，用鐵釘、加固板固定將木模各部件穩(wěn)定牢靠的連接成一個整體。拱片按裝時按照拱的跨度和高度以及拱胎的厚度檢查，拱胎上表面形狀與拱或頂?shù)南卤砻嫘螤钕嗤?/p>

（3）支撐。支撐是拱胎的基礎(chǔ)，它不僅要支撐拱胎自身的荷載，最終主要是支撐拱頂堆放材料、砌體和操作人員的流動荷載，因此它必須結(jié)構(gòu)合理、分布均勻、固定牢靠。支撐采用木樁或鋼制腳手架滿堂架設(shè)，底部用50mm 厚度模板做支撐的鋪墊，分散支撐的作用力，保護支撐下部的砌體。

1.4 施工的放線與測量

熔窯砌筑前必須對熔窯爐體鋼結(jié)構(gòu)安裝和混凝土基礎(chǔ)的質(zhì)量檢查驗收合格后再開始砌筑。由十一冶建設(shè)集團有限責(zé)任公司、業(yè)主方及監(jiān)理單位共同確認基礎(chǔ)坐標(biāo)準(zhǔn)確無誤后，才能對熔窯的中心線和標(biāo)高進行測量。復(fù)核熔窯的鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)高及中心線是否準(zhǔn)確，核驗無誤后，以熔窯的縱向中心線和1#小爐中心線為熔窯的縱橫基準(zhǔn)線，用掛鋼絲+鋼尺的辦法找出其他小爐的中心，并在掩蓋不到的地方埋上中心標(biāo)板投點，以投點的方式劃出小爐和煙道中心，池壁上沿設(shè)計標(biāo)高為基準(zhǔn)標(biāo)高，并將此基準(zhǔn)標(biāo)高線用水準(zhǔn)儀反引到熔窯鋼柱和永久性建筑物的柱子上做出標(biāo)志，熔窯各部位均按此基準(zhǔn)線和標(biāo)高進行放線施工，開工前各基準(zhǔn)標(biāo)高要設(shè)若干固定標(biāo)記，以便控制施工質(zhì)量。

2 施工技術(shù)

2.1 煙道砌筑

筑爐施工順序按施工計劃進行，可根據(jù)工程特點及耐火材料設(shè)備到貨情況適當(dāng)調(diào)整。為了使砌體結(jié)構(gòu)堅固和防止透氣量大，砌筑時必須按規(guī)范規(guī)定錯縫咬砌，用機切磚和橡膠錘找正，不得在砌好的砌體上砍（鑿）磚。根據(jù)制定的施工進度計劃，煙道砌筑時，按圖紙要求，準(zhǔn)確無誤一次放出煙道支管各個墻體的尺寸線及門孔線、標(biāo)高控制線[3]。如果煙道底為活底，應(yīng)先砌筑四周墻體，后鋪設(shè)底部耐火材料，煙道施工必須做到：支撐牢固弧面平整、準(zhǔn)確，拆除靈活，砌體接縫嚴(yán)密、平整，與煙道閘板接觸密封嚴(yán)密。主煙道、支煙道接碴嚴(yán)密。拱頂錯縫均勻，現(xiàn)場砌筑時不允許手動加工磚，必須全部用切磚機加工磚。砌筑尺寸偏差、標(biāo)高、平整度、垂直度、磚縫等必須在設(shè)計要求的允許偏差范圍內(nèi)。膨脹縫按圖紙要求尺寸均勻留設(shè)，并填充耐火棉。墻面保持清潔美觀。

2.2 蓄熱室砌筑

蓄熱室底部標(biāo)高直接影響上部結(jié)構(gòu)標(biāo)高，通常采用水泥砂漿或鋪砌一層磚的方法找平以彌補土建施工造成的誤差。蓄熱室外墻砌筑按施工圖交錯砌筑，蓄熱室磚種較多，各層磚砌筑應(yīng)嚴(yán)格按施工詳圖施工。蓄熱室隔墻要錯縫砌筑，膨脹縫的留設(shè)必須按設(shè)計位置準(zhǔn)確留設(shè)。蓄熱室砌筑所用磚材與泥漿應(yīng)保持一致，嚴(yán)格混用。蓄熱室門墻中根據(jù)生產(chǎn)需要留設(shè)測溫孔、觀察孔、清掃孔等，其留門位置嚴(yán)格按施工圖要求。蓄熱室爐條不允許歪斜，其間距應(yīng)嚴(yán)格保持準(zhǔn)確，找平磚嚴(yán)格找平，砌筑蓄熱室墻時應(yīng)將爐條找平，拱用厚板蓋嚴(yán)，防止掉磚掉灰，損壞爐條拱。砌筑蓄熱室拱時，先支好拱胎，拱腳磚放平穩(wěn)后，用卡板卡量并將拱腳磚間的拱磚砌好，拱鎖磚高出拱頂30mm，打入后要進行灌漿處理。蓄熱室砌筑的中心線偏差不得超過5mm。蓄熱室格子磚砌筑前應(yīng)完善下列工作：蓄熱室拱頂及四周墻面雜物清除，達到高清潔度要求，蓄熱室內(nèi)部尺寸核實檢查平整度和垂直度，所有格子磚的尺寸必須符合設(shè)計要求，格子磚的碼砌要求垂直、水平、各個格孔中心線偏差不得超過5mm，格孔尺寸誤差不應(yīng)超過6mm，格子磚上部表面水平誤差不應(yīng)超過8mm，找平格子磚時嚴(yán)禁用墊塞石棉等材料的方法來解決。

2.3 小爐砌筑

砌筑前，按設(shè)計要求將每個小爐的砌筑中心線放出，并畫在鋼架上，其偏差不應(yīng)超過5mm，小爐砌筑中心線應(yīng)與熔窯縱向中心線保持垂直。砌筑時小爐的尺寸參數(shù)偏差必須在允許范圍內(nèi)，先砌筑側(cè)墻，然后砌碹磚，最后鋪設(shè)底部耐火磚。小爐的砌筑按磚圖編號進行，碹磚砌筑前應(yīng)檢查木模支設(shè)的弧面度等是否符合要求，小爐拉條是否到位。砌小爐拱鎖磚時應(yīng)確保兩側(cè)拱腳角鋼撐固定牢靠。

2.4 窯底砌筑

熔窯池底磚為干碼，嚴(yán)格按排列順序進行砌筑。熔窯池底磚承受玻璃液全部重量，砌筑時應(yīng)從中心線向兩側(cè)碼，磚縫必須放在垛磚的中心上，窯底磚碼成直縫，橫豎平行，按設(shè)計要求縱橫留出脹縫，縫隙用事先準(zhǔn)備好的脹縫板進行留設(shè)，邊砌筑邊抽出脹縫板，然后用膠帶封住脹縫。池底磚要找平，特別在砌筑池壁部位的池底上表面測量找平，以保證全窯嚴(yán)格水平[4]。

池壁池壁的電熔燒鑄磚應(yīng)按編號排放，將容量大的磚使用在熔化部的高溫易侵蝕部位和投料池卡脖進口拐角處。池壁轉(zhuǎn)角處碼成直縫，嚴(yán)禁咬渣，直縫與池壁較長段平行，池壁要求平直，磚的鑄口面向池外，磚縫按設(shè)計要求留設(shè)。整個熔窯池壁頂面相對標(biāo)高的允許誤差不應(yīng)超過8mm，同時熔化部池壁頂面標(biāo)高不應(yīng)低于流液口前池壁頂面標(biāo)高。接觸玻璃液的池壁、池底及其上部結(jié)構(gòu)全部砌筑完后，砌體的內(nèi)表面應(yīng)用鋼刷清除臟物，并用壓縮空氣吹凈。

2.5 胸墻砌筑

掛鉤磚與胸墻砌筑時應(yīng)采取防止向窯內(nèi)傾倒的措施，擺放掛鉤磚時，在池壁上用木楔頂緊，將掛鉤頭放在木楔上，以保持掛鉤面水平，防止砌筑胸墻時，由于重心不穩(wěn)定而往窯內(nèi)傾角。掛鉤磚干碼，上平面要用水平尺找平，每塊掛鉤磚間留1～1.5mm 的膨脹縫，用脹縫板進行留設(shè)，邊砌筑邊抽出脹縫板，但對著工字鋼立柱的地方掛鉤磚間不留膨脹縫，掛鉤磚的溝面與托板間留膨脹縫5mm。碹碴磚與胸墻剛玉磚結(jié)合部需用鋯質(zhì)泥漿隔離，按設(shè)計留出脹縫上下環(huán)錯開。剛玉磚胸墻鑄口朝外。

2.6 熔窯大拱木模制作與安裝

制作拱模應(yīng)有設(shè)計圖紙，規(guī)定拱片的規(guī)格尺寸及拱片之間的距離，胎面木條的尺寸，和支撐的選擇、分布要求等。熔窯木模必須支滿堂架。①拱片。應(yīng)先制出樣板以保證各拱片的外型一致，拱片各節(jié)點處應(yīng)用鋼夾板螺栓連接，節(jié)間不超過1.5m。②木條。木條的尺寸與拱片間距有關(guān)，以堅固為前提，不能出現(xiàn)凹陷。木條采用稀鋪，尺寸35mm×80mm，中間35mm 縫隙，拱片間距500mm，這樣的木條拆下來還可以利用。③支撐。應(yīng)該先在窯內(nèi)初步安好支撐，支撐點應(yīng)設(shè)在節(jié)點處。支撐之間要用斜桿連成整體框架，保證木模整體穩(wěn)定勞靠。支撐上橫梁上表面標(biāo)高應(yīng)比拱片底部安裝標(biāo)高低100mm 左右，以便后續(xù)用木楔子找準(zhǔn)拱片標(biāo)高，最后用鐵釘固定。④木模的校正。木模拱片吊裝就位后，在拱片的頂及兩邊先用木條連成整體，然后調(diào)整拱片的中心線、標(biāo)高及平整度，調(diào)整完成后，再用鐵釘安裝胎面木條，木條安裝完成后用半個拱面長的卡板來檢查拱面弧度，卡板與胎面木條的間隙不得超過1mm，否則要采用刨或墊木條的辦法修正，直至全部合格為止[5]。

2.7 拱頂砌筑

拱頂砌筑需要較多的人員的材料，砌筑前應(yīng)把材料準(zhǔn)備充足，木模驗收合格，各磚列砌筑控制線畫在木模上，測溫孔的留設(shè)和砌筑要求交底后，再開始砌筑，砌筑時一氣呵成，保證在泥漿凝固之前鎖完磚。在實地預(yù)排、配磚，在頭、尾、中部各配一環(huán)，使其能符合拱胎弧線。根據(jù)預(yù)排磚和灰縫的實際尺寸，每5 環(huán)彈一條控制線，砌筑線從縱中心線往兩側(cè)彈，另外，還應(yīng)在木模上準(zhǔn)確量出每節(jié)拱的長度，用符合膨脹縫寬度的木條釘在木模上，砌筑時緊貼木條砌筑，保證膨脹縫的寬度。

砌筑前在前部、中部、后部各擺一列拱中，檢查砌筑磚縫是否符合要求，檢驗無誤后，開始砌筑，從脹縫開始相向砌筑，無干縫，橫向錯縫砌筑。錯縫磚頂住脹縫卡位板砌筑，嚴(yán)格按圖紙型號砌筑，避免出現(xiàn)加工磚。兩側(cè)同時砌筑，每天每側(cè)砌筑20 列，在碹頂合門。砌筑時拉線，同時檢查磚列與碹胎薄板的砌筑線是否重合。自制520mm×520mm 木三角板檢驗碹磚垂直度。砌筑時要每環(huán)拉通線，認清大小頭。鎖磚應(yīng)留在偏中心一環(huán)，這樣便于測孔溫的砌筑，鎖磚的深度約為整個碹磚長度的3/4，同一節(jié)砌完后統(tǒng)一打入鎖磚，打入鎖磚應(yīng)用大木錘進行，如用鐵錘必須在鎖磚上墊上木板。

2.8 緊拉條施工

大拱砌筑完后立即緊拉條，緊拉條前要去掉鋼構(gòu)的臨時固定件、木模與胸前之間的木楔子。緊拉條的目的是使拱均勻受力，使大拱穩(wěn)固，采用觀測拱頂受拉條的水平拉力隆起的位移來反映大拱碹磚的受力情況，用水準(zhǔn)儀直接觀察拱頂?shù)淖冃?。緊拉條時，要在兩端同時擰緊螺絲，但不能一次擰緊。而是從頭到尾反復(fù)多次逐步進行，直到大拱被收緊后上隆起，觀察水準(zhǔn)儀的標(biāo)尺變化。緊拉條的速度控制在拱頂每小時上隆2mm 的速度進行，達到跨度的1‰時停止收緊。若發(fā)現(xiàn)拱頂兩側(cè)隆起變形的尺寸有差別時，將變形大的一側(cè)鋼立柱臨時焊接固定，只緊變形小的一側(cè)的拉條螺絲，使其保持對稱后在去掉臨時固定件。直到隆起變形達到理想狀態(tài)后停止緊拉條，保持8h 后，直至變形不再發(fā)生變化時才允許拆模。

2.9 前臉L 吊墻的砌筑

首先檢查垂直吊掛件的垂直度間距，確定無誤后再進行砌筑。找出中心線及兩側(cè)邊線，把第一排先進行預(yù)砌，在投料口池壁上放上一根HW400H 鋼，保證第一排的水平度，然后從中間向兩側(cè)砌筑。砌好第一排后預(yù)砌三排，看是否出現(xiàn)錯臺，如錯臺不超過2mm即可進行拉線砌筑?；铱p嚴(yán)格按設(shè)計控制，材質(zhì)不能混用，砌到找平層時，把外保溫板密封鋼板隨即安裝。水平脹縫和垂直脹縫按設(shè)計留設(shè)，水平脹縫在留設(shè)時先用準(zhǔn)備好的小木楔支撐住，等整個墻砌完后，然后用保溫棉填充。整個墻砌筑完后，進行清掃，用濕布擦洗一遍。

2.10 U 型吊墻的砌筑

在鋼結(jié)構(gòu)及鑄鋼件安裝完后，檢查鋼結(jié)構(gòu)的標(biāo)高及幾何尺寸。磚的平整度用鑄鋼件上的螺絲進行調(diào)整，從中心向兩側(cè)安裝。

2.11 熔化部后山墻的砌筑

檢查山墻托板，水平度達到后砌筑掛鉤磚及山墻角磚。一般掛鉤磚與上面一層磚不打灰，用3～5mm 石英砂找平，以利于墻的膨脹。支木模砌獨立碹。一般獨立碹都是多層碹，把預(yù)砌好碹磚按編號砌筑，灰縫不能大于1mm，基碹砌完后，緊頂絲及拉條，達到要求后再砌復(fù)碹。多層碹砌好后進行找平，按三豎磚找平一次，整個碹找平后，按設(shè)計要求留設(shè)脹縫，內(nèi)外錯開，避開立柱。隨著大碹的弧度，以超碹頭200mm 為宜進行退臺砌筑。冷卻部前后山墻砌筑方法同熔化部后山墻。

3 結(jié)語

綜上所述，通過提高玻璃熔窯砌筑技術(shù)，規(guī)范熔窯砌筑施工過程，它關(guān)系到玻璃生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。選擇合適的施工施工設(shè)備和材料、掌握施工工藝和質(zhì)量控制是達到熔窯長期、穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。