CN111977944A - 一种熔窑碹顶胀缝处理方法及处理结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种熔窑碹顶胀缝处理方法及处理结构，处理方法包括以下步骤：大碹砖节处设置上胀缝和下胀缝，上胀缝和下胀缝之间设有标砖，先烤窑，待窑体膨胀稳定后，将焊补料填充在标砖与下胀缝之间进行焊接；待部分或全部焊补料在下胀缝内固化后，先在上胀缝内铺设预设厚度的无定型填料，再在无定型填料上放置至少一个零膨胀硅砖，然后在零膨胀硅砖与上胀缝内侧之间的空间内浇筑无定型填料，浇筑后，零膨胀硅砖上表面、无定型填料上表面与大碹砖上表面齐平；在大碹砖上设置保温层。本发明公开的熔窑碹顶胀缝处理方法，解决碹顶胀缝处无法覆盖保温层，造成熔窑热量散失、能量浪费的问题，降低碹顶胀缝处烧损的概率，延长熔窑使用寿命。

Description

一种熔窑碹顶胀缝处理方法及处理结构
技术领域
本发明涉及玻璃生产领域，尤其涉及一种熔窑碹顶胀缝处理方法及处理结构。
背景技术
目前玻璃生产熔窑碹顶在设计、施工过程中，为防止热膨胀给熔窑带来损伤和破坏而预先留设的热膨胀间隙。采用传统密封方式进行的胀缝密封，在后续熔窑使用过程中，会容易出现烧蚀漏风，使玻璃出现疖瘤、结石、线道等缺陷，严重影响玻璃产量，而且后期维修和维护成本巨大。
膨胀缝是指玻璃熔窑设计、施工过程中预留的热膨胀间隙，即玻璃熔窑所使用的各种耐火砖材从施工时的常温状态到正常运行的高温态过程中各种砖材受热膨胀，为防止热膨胀给熔窑带来损伤和破坏而预先留设的热膨胀间隙，简称胀缝。膨胀缝是玻璃熔窑很重要的也是有关人员十分关注的一种结构形式。膨胀缝设计、施工和烤窑等处理不当会直接给玻璃熔窑带来损伤。膨胀缝过大时，烤窑后不能很好地闭合，等于人为地在砖砌体上开了一条缝，加大了砖体的侵蚀速率，降低了砌体的强度，造成漏风等现象，直接影响到玻璃产品的生产，同样，膨胀缝过小会造成砖材受热炸裂，砌体开裂，严重时会造成钢结构和砌体的变形而影响正常生产，并直接影响到熔窑的运行安全和使用寿命。在实践中，因膨胀缝处理不当造成的熔窑质量缺陷和质量事故的例子是很多的，膨胀缝处理不当带来的危害是显而易见的。
熔窑大碹是熔窑的关键部位,用优质硅砖砌筑。加热过程中大碹横向膨胀由拉条来控制,纵向膨胀必须留设膨胀缝。小型窑在两端留出膨胀缝,大型窑应分成多节,每节之间留设膨胀缝,有利于大碹的均匀膨胀,膨胀缝的宽度根据每节碹的纵向膨胀量来决定,与硅砖的形状、厚薄无直接关系。大碹膨胀缝为了施工方便,通常留设宽度一致的平行缝。
大碹节与节之间膨胀缝结构为施工比较方便,留设的膨胀缝宽度要大于膨胀量,为了便于膨胀,在胀缝上盖一块经加工的标砖,然后用硅质热补料10的方式密封，参见图4和5，该方式存在以下缺点：1)该方式采用的硅质热补料，与碹顶的优质硅砖在成分组成、烧结温度和密度等方面存在着很大的差异，热补料很难与硅砖形成紧密的结构，导致在熔窑使用的过程中，熔窑由于窑压波动或者温度过高等因素影响，热量会首先通过大碹节胀缝处向外散失，造成漏风、烧蚀等现象；2)待烤窑稳定后，下胀缝还有空间，在窑炉后续使用中，窑炉内气体会冲击下胀缝，以腐蚀碹砖；3)填充热补料后，在做熔窑碹顶保温时，为方便观察大碹节胀缝烧蚀情况，通常将大碹节胀缝处预留不做保温，这样大大降低熔窑碹顶保温效果，造成热量浪费，增加了熔窑能耗。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种熔窑碹顶胀缝处理方法及处理结构，旨在解决碹顶胀缝处无法覆盖保温层，造成熔窑热量散失、能量浪费的问题，并且降低碹顶胀缝处烧损的概率，延长熔窑使用寿命，减少由于胀缝处烧损造成的缺陷，所述技术方案如下：
一方面，本发明提供一种熔窑碹顶胀缝处理方法，其包括以下步骤：
S1、大碹砖节处设置上下相对设置的上胀缝和下胀缝，上胀缝和下胀缝之间设置有标砖，先烤窑，待窑体膨胀稳定后，将焊补料填充在标砖与下胀缝之间进行焊接；
S2、待步骤S1中部分或全部焊补料在下胀缝内固化后，先在上胀缝内铺设预设厚度的无定型填料，无定型填料覆盖标砖和上胀缝底部，待无定型填料部分固化或全部固化后，再在无定型填料上放置至少一个零膨胀硅砖，零膨胀硅砖的左右两侧均未抵触上胀缝的左右两内侧壁，然后在零膨胀硅砖与上胀缝内侧之间的空间内浇筑无定型填料，浇筑后，零膨胀硅砖的上表面、无定型填料的上表面与大碹砖的上表面齐平；
S3、在大碹砖上设置保温层，所述保温层能够覆盖零膨胀硅砖和无定型填料。
进一步地，在步骤S1中，焊补的条件为：焊补使用焊枪，焊枪与砖体表面距离范围设置为35-50mm，在温度范围1000-1200℃下焊补，氧气流量范围设置为0.25-0.5m3/h。
进一步地，在步骤S2中，在上胀缝内铺设无定型填料时，大碹砖顶部温度控制在200-600℃。
进一步地，根据权利要求1所述熔窑碹顶胀缝处理方法，其特征在于，在步骤S3中，所述保温层包括设置在零膨胀硅砖和无定型填料上的密封层、设置在密封层上的保温砖以及设置在保温砖上的保温涂料。
进一步地，根据权利要求1所述熔窑碹顶胀缝处理方法，其特征在于，所述零膨胀硅砖按重量百分比包括如下组分：
Figure BDA0002694371280000031
进一步地，所述无定型填料按重量百分比包括如下组分：
熔融石英： 70-80％
磷酸液体： 20-30％。
进一步地，所述熔融石英包括不同粒径的石英颗粒，其中，颗粒粒径范围为0.35-0.2mm的石英颗粒占比5％，颗粒粒径范围为0.08-0.06mm的石英颗粒占比20％，颗粒粒径范围为0.04-0.035mm的石英颗粒占比75％。
进一步地，所述焊补料按重量百分比包括如下组分：
Figure BDA0002694371280000032
Figure BDA0002694371280000041
所述硅粉的粒径范围为100-150μm，所述超细硅粉的粒径范围为2.5-25μm，所述超细硅粉的比表面积范围为7.8-8.5m2/g。
另一方面，本发明还提供一种基于所述的熔窑碹顶胀缝处理方法得到的处理结构，所述大碹砖上设置有上下相对设置的上胀缝与下胀缝，所述上胀缝与下胀缝之间设置有标砖，使得上胀缝和下胀缝不贯通，其特征在于，所述处理结构包括设置在下胀缝内的焊补层、设置在所述标砖上方的第一填充层、设置在所述第一填充层上的至少一个零膨胀硅砖，所述零膨胀硅砖与上胀缝内侧壁之间设置有第二填充层，所述零膨胀硅砖的上表面、第二填充层的上表面均与大碹砖的上表面齐平；
所述焊补层由焊补料加热固化后形成，所述第一填充层与第二填充层均由无定型填料固化后形成。
进一步地，所述处理结构还包括设置在零膨胀硅砖和第二填充层上的密封层、设置在密封层上的保温砖以及设置在保温砖上的保温涂料层。
本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：
a.本发明提供的熔窑碹顶胀缝处理方法，可解决碹顶胀缝处无法覆盖保温，造成熔窑热量散失、能量浪费的问题，并且降低碹顶胀缝处烧损的概率，延长熔窑使用寿命，减少由于胀缝处烧损造成的缺陷；
b.本发明提供的新型处理结构和处理材料，对熔窑大碹节之间的胀缝进行密封处理，所使用的材料具有低膨胀和低收缩的特性，在使用过程中不会出现二次收缩，无造成缝隙的风险；
c.本发明提供的新型处理结构，可在上层铺设保温层，实现窑体碹顶的整体密封及整体全覆盖保温，相较于传统的方式，能够极大提升熔窑保温效果，降低能耗，同时，降低碹顶胀缝被烧损的概率，减少缺陷的产生。能够为熔窑的运营，明显节省成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是未烤窑前熔窑碹顶胀缝的剖面图；
图2是本发明实施例提供的熔窑碹顶胀缝处理结构的剖面图；
图3是本发明实施例提供的加盖保温层的熔窑碹顶胀缝处理结构的剖面图；
图4是未加盖保温层的传统熔窑碹顶胀缝处理结构的剖面图；
图5是加盖保温层的传统熔窑碹顶胀缝处理结构的剖面图。
其中，附图标记包括：1-上胀缝，2-下胀缝，3-焊补层，4-第一填充层，5-零膨胀硅砖，6-第二填充层，7-大碹砖，8-标砖，9-保温层，91-密封层，92-保温砖，93-保温涂料层，10-热补料。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本发明的一个实施例中，提供了一种熔窑碹顶胀缝处理方法，步骤参见图1，其包括以下步骤：
S1、大碹砖节处设置上下相对设置的上胀缝和下胀缝，上胀缝和下胀缝之间设置有标砖，使得上胀缝和下胀缝不贯通，先烤窑，待窑体膨胀稳定(稳定指碹顶温度达到1000℃左右，如1000-1360℃)后，将焊补料填充在标砖与下胀缝之间进行焊接，焊补料与碹顶硅砖材质相近，参见图1。
焊补的条件为：焊补使用焊枪，焊补时，在1000-1200℃温度条件下进行焊接，焊枪与砖体表面距离为35-50mm,氧气流量为0.25-0.5m3/h，利用陶瓷焊补设备配合氧气使用将焊补料填充在下胀缝内，能够保证焊补时焊补料和所需焊补的熔炉部位的下胀缝内侧壁(碹砖属于耐火材料)熔融至最佳状态，即焊补料能够与碹砖很好结合，焊接牢固，不会出现缝隙或空间，且焊接材料不会脱离。
焊补料耐高温耐烧结，具有好的抗侵蚀能力，具有更强的焊接牢度(指与下胀缝内侧壁连接牢固，使得焊补料无法脱离下胀缝)，可防止窑炉内气体通过，减小腐蚀、减小形变，可防止胀缝被烧损，防止热量向外散失，减少因工业窑炉破损带来的损伤，从而可以降低工业窑炉的使用成本。
在焊补时，如果达不到1000-1200℃温度，焊补料燃烧可能不充分，会使得下胀缝内有空间露出，进而使得下胀缝容易被烧穿，下胀缝不能被烧穿。
S2、待步骤S1中部分或全部焊补料在下胀缝内固化后，在上胀缝内(下胀缝上方)铺设无定型填料，无定型填料覆盖标砖和上胀缝底部，待无定型填料部分固化或全部固化后，再在无定型填料上放置至少一个零膨胀硅砖，零膨胀硅砖的左右两侧均未抵触上胀缝的左右两内侧壁(零膨胀硅砖的左侧未抵触上胀缝的左内侧壁，零膨胀硅砖的右侧未抵触上胀缝的右内侧壁)，然后在零膨胀硅砖与上胀缝内侧之间的空间内浇筑无定型填料，浇筑后，零膨胀硅砖、无定型填料与大碹砖上表面齐平；标砖的作用是在上胀缝的空间内填充无定型填料时，防止无定型填料掉落到下胀缝内；零膨胀硅砖的厚度根据上胀缝的高度和宽度进行选择，无论放置一个或多个零膨胀硅砖，放置后，最上面的零膨胀硅砖须与大碹砖上表面齐平，具体结构参见图2和图3。
上述无定型填料固化后的厚度范围为10-15cm，主要起到铺平作用，以使得无定型填料上部的零膨胀砖上表面与大碹砖上表面齐平。
优选地，在步骤S2中，在上胀缝内铺设无定型填料时，大碹砖顶部温度控制在200-600℃，控制窑内温度，碹顶(铺料的位置)温度不会太高。无定型填料类似水泥，所处温度大概在200-300摄氏度，温度低无定型填料无法烧结。无定型填料铺设后，有部分固化后即可以放砖。
S3、在大碹砖上设置保温层，所述保温层能够覆盖零膨胀硅砖和无定型填料。所述保温层包括设置在零膨胀硅砖和无定型填料上的密封层(91)、设置在密封层(91)上的保温砖(92)以及设置在保温砖(92)上的保温涂料层(93)，所述密封层(91)为硅质密封料，如硅酸盐。在上层铺设保温层后，实现窑体碹顶的整体密封，相较于传统的方式，能够极大提升熔窑保温效果，降低能耗，同时，降低碹顶胀缝被烧损的概率，减少缺陷的产生；能够为熔窑的运营，明显节省成本。
原结构由于上胀缝使用热补料，下胀缝为中空结构，很容易造成烧损，加盖保温层，会使该区域温度进一步加速烧坏，而且不利于后续维修。
所述零膨胀硅砖和无定型材料，因这两种材料均不会出现二次收缩，不会造成缝隙，可以避免快速烧失，为做保温提供了条件；做保温层后，可以提升熔窑保温效果，降低能耗。
(一)所述焊补料按重量百分比包括如下组分：
Figure BDA0002694371280000071
所述硅粉的粒径为100-150μm，所述超细硅粉的粒径范围为2.5-25μm，所述超细硅粉的比表面积范围为7.8-8.5m2/g。
所述焊补料的不同原料配比详见表1。
表1焊补料的不同原料配比
Figure BDA0002694371280000072
Figure BDA0002694371280000081
在同等试验条件下对不同原料配比的焊补料进行试验，如显气孔率、荷重软化温度、热膨胀、热导率。
8个试验对应的焊补料试验数据详见表2。
表2 8个试验对应的焊补料理化指标
Figure BDA0002694371280000082
上述试验结果如下：试验1、2、3中，焊补料中鳞石英增加，方石英含量降低，热收缩率降低。试验1-3与对比1-1中，超细硅粉使用量降低，气孔率增加，荷重软化温度降低。试验1-3、1-4、1-5中，增加部分氧化物后，气孔率降低，热收缩也有所降低。在对比1-1、试验1-4、1-5和1-6中，增加两种氧化物热收缩率降低效果好于单种氧化物。试验1-3、1-6、1-7中，氧化物用量在合理范围内，适当提高氧化物含量，砖材烧结充分，热收缩率降低。气孔率大，热传导性差，致密性差，受侵蚀风险大；气孔率小，热传导性好，致密性好，受侵蚀风险小，通过气孔率、荷重软化开始温度可以间接得知焊补料与碹砖的粘结性和焊接牢度，若气孔率小、荷重软化开始温度高，则焊补料与碹砖的焊接更牢固。热收缩率越小，形变越小，说明焊补料具有低膨胀特性。
(二)所述零膨胀硅砖按重量百分比包括如下组分：
Figure BDA0002694371280000083
Figure BDA0002694371280000091
所述零膨胀硅砖的不同原料配比详见表3。
表3零膨胀硅砖的不同原料配比
Figure BDA0002694371280000092
所述零膨胀硅砖的制备方法如下：1)原料混合:将选取的原料(熔融石英、硅微粉、羧甲基纤维素和硅溶胶)进行混合，混合后再加入Si02、Al203、Fe203和CaO搅拌混合，混合后烧结，得到零膨胀硅砖；2)压制成型:将混合料放入压力机中，模具压制成型，制成试样；3)干燥:将制备好的试样在室温自然干燥，再将试样置于干燥箱中加热升温，干燥，得到干燥的试样；4)烧结:将干燥的试样放入熔炉中加热升温，保温得到耐震型零膨胀硅砖；5)烧结:将干燥的试样放入熔炉中加热升温，保温得到零膨胀耐震型硅砖。
在同等试验条件下对不同原料配比进行试验，如显气孔率、体积密度、常温耐压强度MPa、荷重软化温度、热膨胀、热震稳定性。
表4试验1-3对应的零膨胀硅砖的理化指标
Figure BDA0002694371280000093
由表4可知，熔融石英占比79％，硅粉占比11％时，热膨胀率较低，随着熔融石英占比降低，零膨胀硅砖的热膨胀率会上升。熔融石英占比超过87％以后，体积密度会降低，热膨胀率也会增大。热膨胀值小，形变小，上述3个试验中，热膨胀率接近零，说明零膨胀硅砖具有低膨胀特性，通过热震稳定性证明零膨胀硅砖耐崩裂特性。
(三)所述无定型填料按重量百分比包括如下组分：
所述无定型填料为高硅低不膨胀低收缩石英浇注料，所述无定型填料按重量百分比包括如下组分：
熔融石英： 70-80％
磷酸液体： 20-30％。
所述熔融石英包括不同粒径的石英颗粒，其中，颗粒粒径范围为0.35-0.2mm的石英颗粒占比5％，颗粒粒径范围为0.08-0.06mm的石英颗粒占比20％，颗粒粒径范围为0.04-0.035mm的石英颗粒占比75％。
所述无定型填充料的制备方法如下：熔融石英颗粒与磷酸液体经过混合形成干粉料。熔融石英选用纯度99％以上优质原料，在使用时，根据流动性选择性添加适量磷酸混合。
所述无定型填充料的不同原料配比详见表5。
表5无定型填充料的不同原料配比
序号 熔融石英 磷酸液体
试验3-1 80％ 20％
试验3-2 75％ 25％
试验3-3 70％ 30％
对比3-1 60％ 40％
在同等试验条件下不同原料配比的无定型填充料进行试验，如显气孔率、体积密度、耐温耐压强度MPa、应用极限温度、重烧线变化、含水量试验，四个试验对应的无定型填充料理化的试验数据如下：
表6四个试验对应的无定型填充料理化指标
Figure BDA0002694371280000101
Figure BDA0002694371280000111
由上表可知，无定型填充料与磷酸的配比，随着磷酸使用比例的增多，气孔率增加，体积密度减小，气孔率增加导致气密性差，受侵蚀风险会变大。试验3-1、3-2、3-3中，重烧线变化绝对值越接近于0，体积变化越小；重烧线变化为负值，说明无定型填充料具有不膨胀低收缩特性。
对比3-1中，气孔率大于试验3-1、3-2、3-3，体积密度、耐温耐压强度、应用极限温度均低于试验3-1、3-2、3-3，说明合适的使用比例在磷酸占比20％-30％。
现有结构由于上胀缝处热补料很难与硅砖形成紧密的结构、下胀缝的地方是空的，很容易造成烧损，当上胀缝上方加盖保温层后，会使该区域温度上升进一步加速烧坏，且加盖保温层后不利于后续维修。本申请通过新方法处理熔窑碹顶胀缝，使用焊补料、无定型填料和零膨胀硅砖，可以避免快速烧失，所以可以在大碹砖上加盖保温层。
(四)性能检测
上述焊补料、零膨胀硅砖和无定型填料的试验中涉及的试验方法如下：
气孔率(致密度)％：显气孔率(带有气孔的材料中所有开口气孔的体积与总体积之比值，用％表示)。GB/T2997得测定原理：称量试样的质量，再用液体静力称量法测定其体积，计算显气孔率、体积密度，或根据试样的真密度计算真气孔率。开口气孔率(显气孔率)B＝V1X100％/V0式中：V0、V1、V2分别代表总气孔体积、开口气孔体积和闭口气孔体积(CM3)。
荷重软化温度：YB/T370标准有四个定义：荷重软化温度(耐火制品在规定升温条件下，承受恒定压负荷产生变形的温度)、最大膨胀值温度T0(试样膨胀到最大值时的温度)、x％变形温度Tx(试样从膨胀最大值压缩了原始高度的某一百分数(x)时的温度)、溃裂或破裂温度Tb(试验在T0后，试样突然溃裂或破裂时的温度)；一个原理(在恒定的荷重和升温速率下，圆柱体试样受荷重和高温的共同作用产生变形，测定其规定变形程度的相应温度)。
热膨胀：GB/T7320标准有两个定义：线膨胀率(室温至试验温度间试样长度的相对变化率，用％表示)、平均线膨胀率(室温至试验温度间温度每升高1℃试样长度的相对变化率，单位为10-6/℃),常见耐火制品的平均热膨胀系数见表4。GB/T7320标准的测定原理：以规定的升温速率将试样加热到指定的试验温度，测定随温度升高试样长度的变化值，计算出试样随温度升高的线膨胀率和指定温度范围的平均线膨胀系数，并绘制出膨胀曲线。
热导率：YB/T4130把导热系数定义为：指单位时间内在单位温度梯度下沿热流方向通过材料单位面积传递的热量。
高温耐压强度：高温耐压强度是材料在高温下单位截面所能承受的极限压力。随着温度升高，大多数耐火制品的强度增大，其中粘土制品和高铝制品特别显著，在1000－1200℃达到最大值。这是由于在高温下生成熔液的粘度比在低温下脆性玻璃相粘度更高些。但颗粒间的结合更为牢固。温度继续升高时，强度急剧下降。耐火材料高温耐压强度指标可反映出制品在高温下结合状态的变化。
耐火度：耐火度是个技术指标，其测定方法是由试验物料作成的截头三角锥，上底每边长2mm，下底每边长8mm，高30mm，(有一侧面与垂直方向夹角为80)截面成等边三角形。在一定升温速率下加热时，由于其自重的影响而逐渐变形弯倒，当其弯倒直至顶点与底盘相接触的温度，即为试样的耐火度。
荷重软化温度：YB/T370标准有四个定义：荷重软化温度(耐火制品在规定升温条件下，承受恒定压负荷产生变形的温度)、最大膨胀值温度T0(试样膨胀到最大值时的温度)、x％变形温度Tx(试样从膨胀最大值压缩了原始高度的某一百分数(x)时的温度)、溃裂或破裂温度Tb(试验在T0后，试样突然溃裂或破裂时的温度)；一个原理(在恒定的荷重和升温速率下，圆柱体试样受荷重和高温的共同作用产生变形，测定其规定变形程度的相应温度)。
重烧线变化率：耐火材料在烧成过程中，其间的物理化学变化一般都未达到烧成温度下的平衡状态，当制品在长期使用中，受高温作用时，一些物理化学变化仍然会继续进行。另一方面，制品在实际烧成过程中，由于种种原因，会有烧成不充分的制品，此种制品在窑炉上使用再受高温作用时，由于一些烧成变化继续进行，结果使制品的体积发生变化——收缩或膨胀，这种不可逆的体积变化称为残余收缩或膨胀，也称重烧收缩或膨胀。重烧体积变化的大小，表明制品的高温体积稳定性。
本发明还提供一种基于所述的熔窑碹顶胀缝处理方法得到的处理结构，参见图2和图3，所述大碹砖7上设置有上下相对设置的上胀缝1与下胀缝2，所述上胀缝1与下胀缝2之间设置有标砖8，使得上胀缝1和下胀缝2不贯通。
所述处理结构的具体结构如下：所述处理结构包括设置在下胀缝2内的焊补层3、设置在所述标砖上的第一填充层4、设置在所述第一填充层4上的至少一个零膨胀硅砖5。所述零膨胀硅砖的左右两侧均未抵触上胀缝的左右两内侧壁，即零膨胀硅砖的左侧未抵触上胀缝的左内侧壁，零膨胀硅砖的右侧未抵触上胀缝的右内侧壁。
原始结构中下胀缝2处为中空结构，存在的问题是在熔窑使用的过程中，熔窑由于窑压波动或者温度过高等因素影响，热量会首先通过大碹节胀缝处向外散失，造成漏风、烧蚀等现象，即使在上胀缝1有填充热补料，也会出现烧蚀现象。
所述焊补层3由焊补料加热固化后形成，焊补料与碹顶的硅砖在成分组成、烧结温度和密度等方面相似，焊补料是能够在市场上直接采购的。焊补料耐高温耐烧结，具有好的抗侵蚀能力，焊补料和所需焊补的熔炉部位的下胀缝内侧壁(碹砖属于耐火材料)熔融至最佳状态，具有更强的焊接牢度(指焊补料与下胀缝内侧壁连接牢固，使得焊补料无法脱离下胀缝，焊接牢固，不会出现缝隙或空间。设置焊补层3，可防止窑炉内气体通过，减小腐蚀、减小形变，可防止胀缝被烧损，防止热量向外散失，减少因工业窑炉破损带来的损伤，从而可以降低工业窑炉的使用成本。
所述标砖上方设置有第一填充层4，所述第一填充层4上设置有至少一个零膨胀硅砖5，所述零膨胀硅砖5与上胀缝1内侧壁之间设置有第二填充层6，所述第一填充层4与第二填充层6均由无定型填料(其为耐火材料，如水泥)固化后形成，所述无定型填料为高硅不膨胀低收缩石英浇注料，其具有不膨胀低收缩特性。无定型填料覆盖标砖和上胀缝底部，设置所述第一填充层4与第二填充层6来填充上胀缝1，便于零膨胀硅砖与上胀缝1内侧壁粘结牢固，不会晃动；同时上胀缝1内不会出现缝隙或空间。
所述零膨胀硅砖5的上表面、第二填充层6的上表面均与大碹砖7的上表面齐平，便于后续增加保温层。
所述标砖的作用是在上胀缝的空间内填充第一填充层4与第二填充层6时，防止无定型填料掉落到下胀缝内。零膨胀硅砖的厚度根据上胀缝的高度和宽度进行选择，无论放置一个或多个零膨胀硅砖，放置后，最上面的零膨胀硅砖须与大碹砖上表面齐平，便于后续增加保温层，具体结构参见图2和图3。
在大碹砖上设置保温层9，所述保温层9包括设置在零膨胀硅砖和第二填充层6上的密封层91、设置在密封层91上的保温砖92以及设置在保温砖92上的保温涂料层93，所述密封层91为硅质密封料，如硅酸盐；保温砖和保温涂料层均可在市场上购买得到。在大碹砖上铺设保温层后，实现窑体碹顶的整体密封，相较于传统的方式，在所述零膨胀硅砖和第二填充层6上能够铺设保温层，极大提升熔窑保温效果，降低能耗，同时，降低碹顶胀缝被烧损的概率，减少缺陷的产生；能够为熔窑的运营，明显节省成本。
原结构由于上胀缝使用热补料且上胀缝处热补料很难与硅砖形成紧密的结构，下胀缝为中空结构，很容易造成烧损；若上胀缝上方加盖保温层后，会使该区域温度上升进一步加速烧坏，现有处理结构在大碹节胀缝处预留不做保温，即除了大碹节胀缝外加盖保温层，参见图5，大大降低熔窑碹顶保温效果。
在上胀缝1处增加零膨胀硅砖、第一填充层4和第二填充层6，所述零膨胀硅砖(零膨胀硅砖是能够在市场上直接采购的)具有低膨胀、耐崩裂的特性，所述无定型填料具有不膨胀和低收缩的特性，均不会出现二次收缩，不会造成缝隙，可以避免快速烧损，为做保温提供了条件，因此，可在上胀缝上方(即在所述零膨胀硅砖和第二填充层6上)加盖保温层，在上胀缝上方加盖保温层后，可以提升熔窑保温效果，降低能耗。
所述第一填充层4的厚度范围设置为10-15cm,主要起到铺平作用，以使得第一填充层4上部的最上面的零膨胀砖上表面与大碹砖上表面能够齐平。
若大碹砖为L型结构，所述上胀缝1的内侧壁为L型结构；若大碹砖为T型或梯型结构，所述上胀缝1的内侧壁为倾斜结构，所述上胀缝1的内侧壁包括第一侧壁和第二侧壁，所述第二侧壁水平设置，第一侧壁在第二侧壁上方，所述第一侧壁和第二侧壁之间形成夹角，夹角大于90度小于180度。
本发明提供的熔窑碹顶胀缝处理结构，不局限于图中常用的L型砖结构，同样适用于T型、梯型或者其它异形砖结构。本发明提供的熔窑碹顶胀缝处理结构主要针对碹顶胀缝，也包括碹顶与前、后山墙之间的胀缝处理。
在大碹砖上设置保温层，所述保温层包括设置在零膨胀硅砖和第二填充层6上的密封层91、设置在密封层91上的保温砖92以及设置在保温砖92上的保温涂料层93，所述密封层91为硅质密封料，如硅酸盐。在上层铺设保温层后，实现窑体碹顶的整体密封，相较于传统的方式(即为方便观察大碹节胀缝烧蚀情况，通常将大碹节胀缝处预留不做保温)，所述零膨胀硅砖和无定型填料上能够铺设保温层，能够极大提升熔窑保温效果，降低能耗，同时，降低碹顶胀缝被烧损的概率，减少缺陷的产生；能够为熔窑的运营，明显节省成本。
本发明提供的熔窑碹顶胀缝处理方法，利用新型处理结构和处理材料，对熔窑大碹顶节与节之间的胀缝进行密封处理，所述零膨胀硅砖具有低膨胀、耐崩裂的特性，所述无定型材料具有不膨胀和低收缩的特性，在使用过程中不会出现二次收缩，不会造成缝隙风险。大碹节使用该结构处理后，可在大碹砖上层铺设保温层，实现窑体碹顶的整体密封及整体全覆盖保温，相较于传统的方式，能够极大提升熔窑保温效果，减少热量损失，降低熔窑能耗。同时，降低碹顶胀缝被烧损的概率，延长熔窑使用寿命，减少由于胀缝处烧损造成的缺陷；能够为熔窑的运营，明显节省成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种熔窑碹顶胀缝处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、大碹砖节处设置上下相对设置的上胀缝和下胀缝，上胀缝和下胀缝之间设置有标砖，先烤窑，待窑体膨胀稳定后，将焊补料填充在标砖与下胀缝之间进行焊接；
S2、待步骤S1中部分或全部焊补料在下胀缝内固化后，先在上胀缝内铺设预设厚度的无定型填料，无定型填料覆盖标砖和上胀缝底部，待无定型填料部分固化或全部固化后，再在无定型填料上放置至少一个零膨胀硅砖，零膨胀硅砖的左右两侧均未抵触上胀缝的左右两内侧壁，然后在零膨胀硅砖与上胀缝内侧之间的空间内浇筑无定型填料，浇筑后，零膨胀硅砖的上表面、无定型填料的上表面与大碹砖的上表面齐平；
S3、在大碹砖上设置保温层，所述保温层能够覆盖零膨胀硅砖和无定型填料。
2.根据权利要求1所述熔窑碹顶胀缝处理方法，其特征在于，在步骤S1中，焊补的条件为：焊补使用焊枪，焊枪与砖体表面距离范围设置为35-50mm，在温度范围1000-1200℃下焊补，氧气流量范围设置为0.25-0.5m3/h。
3.根据权利要求1所述熔窑碹顶胀缝处理方法，其特征在于，在步骤S2中，在上胀缝内铺设无定型填料时，大碹砖顶部温度控制在200-600℃。
4.根据权利要求1所述熔窑碹顶胀缝处理方法，其特征在于，在步骤S3中，所述保温层包括设置在零膨胀硅砖和无定型填料上的密封层、设置在密封层上的保温砖以及设置在保温砖上的保温涂料。
5.根据权利要求1所述熔窑碹顶胀缝处理方法，其特征在于，所述零膨胀硅砖按重量百分比包括如下组分：
Figure FDA0002694371270000011
Figure FDA0002694371270000021
6.根据权利要求1所述熔窑碹顶胀缝处理方法，其特征在于，所述无定型填料按重量百分比包括如下组分：
熔融石英： 70-80％
磷酸液体： 20-30％。
7.根据权利要求5所述熔窑碹顶胀缝处理方法，其特征在于，所述熔融石英包括不同粒径的石英颗粒，其中，颗粒粒径范围为0.35-0.2mm的石英颗粒占比5％，颗粒粒径范围为0.08-0.06mm的石英颗粒占比20％，颗粒粒径范围为0.04-0.035mm的石英颗粒占比75％。
8.根据权利要求1所述熔窑碹顶胀缝处理方法，其特征在于，所述焊补料按重量百分比包括如下组分：
Figure FDA0002694371270000022
所述硅粉的粒径范围为100-150μm，所述超细硅粉的粒径范围为2.5-25μm，所述超细硅粉的比表面积范围为7.8-8.5m2/g。
9.一种基于权利要求1-8中任意一项所述的熔窑碹顶胀缝处理方法得到的处理结构，所述大碹砖(7)上设置有上下相对设置的上胀缝(1)与下胀缝(2)，所述上胀缝(1)与下胀缝(2)之间设置有标砖(8)，使得上胀缝(1)和下胀缝(2)不贯通，其特征在于，所述处理结构包括设置在下胀缝(2)内的焊补层(3)、设置在所述标砖上方的第一填充层(4)、设置在所述第一填充层(4)上的至少一个零膨胀硅砖(5)，所述零膨胀硅砖(5)与上胀缝(1)内侧壁之间设置有第二填充层(6)，所述零膨胀硅砖(5)的上表面、第二填充层(6)的上表面均与大碹砖(7)的上表面齐平；
所述焊补层(3)由焊补料加热固化后形成，所述第一填充层(4)与第二填充层(6)均由无定型填料固化后形成。
10.根据权利要求9所述的处理结构，其特征在于，所述处理结构还包括设置在零膨胀硅砖和第二填充层(6)上的密封层(91)、设置在密封层(91)上的保温砖(92)以及设置在保温砖(92)上的保温涂料层(93)。
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