CN112759231B - 一种玻璃熔窑小炉底板垮塌的在线热补抢修方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种玻璃熔窑小炉底板垮塌的在线热补抢修方法。先清理小炉底板垮塌部位，将若干锆刚玉砖安装在垮塌部位的缺口进行搭桥，随后对搭桥部位的小炉底板进行陶瓷焊补以加固和密封，随后再用耐热钢板对陶瓷焊补区域进行支撑加固；上述过程中采用独立的冷却风系统单独给小炉底板进行吹风冷却。当浮法玻璃窑炉中后期的小炉底板烧损炸裂严重，甚至出现垮塌时，本发明的方法能够有效修复烧损严重甚至垮塌的玻璃熔窑小炉底板，保证稳定正常的生产运行，避免提前放水冷修，而且能够避免小炉底板垮塌进一步恶化引发更大的窑炉安全隐患或生产事故。

Description

一种玻璃熔窑小炉底板垮塌的在线热补抢修方法

技术领域

本发明属于玻璃制造技术领域，具体涉及玻璃熔窑相关技术。

背景技术

在国家节能降耗政策指导下，为了实现提高产量、降低能耗、提高效益的经营目标，各玻璃企业不断地投建拉引量大于900t/d超大熔窑的浮法玻璃生产线。但由于熔窑燃烧系统等各种原因，造成熔窑池壁严重侵蚀，存在漏玻璃水风险，还会带来小炉底板垮塌、胸墙内倾等问题，使得窑炉使用寿命未能达到设计年限要求，就被迫提前放水冷修。另外，企业生产线窑炉运行后期普遍存在小炉底板垮塌现象，特别是与小炉喷嘴处的喷嘴砖和间隔砖接触的小炉底板容易烧损严重导致垮塌现象，需要热修补救操作。

小炉底板垮塌的热修补救是一种玻璃窑炉热修工艺系统性工作。由于这项热修补救是在高温热态下，在线修补小炉窑底板垮塌和进行建筑恢复，同时这项工作牵涉各工种交叉作业，要求配合度极高，施工难度大，任何一个环节不到位都会影响维修和使用效果。

发明内容

本发明针对浮法玻璃窑炉后期的小炉底板垮塌，严重威胁窑炉安全和生产质量稳定性等问题，提供了一种玻璃熔窑小炉底板垮塌的在线热补抢修方法，是能够延长浮法玻璃窑炉的小炉底板使用寿命的修补系统和工艺，解决了小炉底板垮塌以及延长窑炉使用寿命的问题，有利于增加企业效益，提升企业的竞争力。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种玻璃熔窑小炉底板垮塌的在线热补抢修方法，清理小炉底板垮塌部位，将若干厚度11～13mm、预先经过不低于800℃预处理的锆刚玉砖安装在垮塌部位的缺口，使锆刚玉砖的两头分别搭在缺口两侧的未垮塌部位(例如一头搭在喷嘴砖或间隔砖上，另一头搭在未垮塌的小炉底板上)进行搭桥，且锆刚玉砖之间的距离不超过5mm；随后对搭桥部位的小炉底板进行陶瓷焊补以加固和密封，陶瓷焊补的厚度不小于10mm；陶瓷焊补所用硅质焊补料中：粒度≤0.8mm的颗粒占比≥92％，且SiO₂≥98％，Al₂O₃≤1％，Fe₂O₃≤1％；随后再用9～11mm厚度的耐热钢板对陶瓷焊补区域进行支撑加固；随后采用独立的冷却风系统单独对小炉底板进行吹风冷却。

进一步地，使用水冷切砖机，把大块的锆刚玉砖切成厚度11～13mm的小砖块，长度和宽度根据实际垮塌尺寸进行切裁，然后进行不低于800℃预处理。

进一步地，所述不低于800℃预处理是在烤砖窑中进行，所述烤砖窑为普通粘土砖砌成，尺寸长1.5～2.5米，宽0.5～0.7米，高0.5～0.7米。烤砖窑主要是对锆刚玉砖进行预升温和烘烤砖材水分，烘烤温度约不低于800℃。烘烤过后的锆刚玉砖，不仅减少搭桥过程中砖材突然急速升温造成炸裂避免返工，而且烘干锆刚玉砖里的水分，延长砖材使用寿命。

进一步地，锆刚玉砖在经过不低于800℃预处理后，烘烤过的锆刚玉砖用特制钢钗从烤砖窑取出放在陶瓷纤维毯上，马上在砖的表面再盖一层陶瓷纤维毯，减少砖材降温过快导致炸裂。同时注意烤砖窑四周的门窗紧闭，减少冷空气灌入。

进一步地，在清理小炉底板垮塌部位时，先用氧熔棒把垮塌部位的小炉底板三等分切割分离，然后清理垮塌部位，切割分离的砖材，清理好的部位用含锆陶瓷纤维毯堵塞，避免透火过大烧损小炉底板钢结构，同时改善工作环境；锆刚玉砖搭桥前先取下堵塞小炉底板的陶瓷纤维毯。

与喷嘴砖和间隔砖接触的小炉底板容易垮塌，对此处的垮塌进行抢修时，将锆刚玉砖的一头搭在喷嘴砖或间隔砖上，另一头搭在未垮塌的小炉底板上进行搭桥；如果喷嘴砖或间隔砖有损坏，必须先更换喷嘴砖或者间隔砖，这样搭桥才会更加牢固。

小炉底板与喷嘴砖或间隔砖之间，喷嘴砖和间隔砖之间的缝隙都进行陶瓷焊补密封，要求不能有透火、透气和透红现象。

进一步地，所述独立的冷却风系统包括：风机，与所述风机相连的主风管，与所述主风管相连的若干支风管；每个小炉对应设置3～5个所述支风管，且每个支风管末端装接有一个风嘴；所述风嘴位于对应的小炉底板的下方且风嘴朝向小炉底板；所述风嘴为梯形风嘴，所述风嘴在与所述支风管的连接处具有圆形接口，所述风嘴的出风口呈长方形；所述风嘴的出风口的宽度大于所述圆形接口的直径，所述风嘴的出风口的厚度小于所述圆形接口的直径；通过风机鼓风经过主风管、支风管和风嘴向小炉底板吹风冷却。

一实施例中，所述风嘴包括第一风嘴与第二风嘴；所述第一风嘴的出风口的宽度为265～275mm，所述第一风嘴的出风口的厚度为18～22mm，所述第一风嘴的长度为290～310mm；所述第二风嘴的出风口的宽度为445～455mm，所述第二风嘴的出风口的厚度为18～22mm，所述第二风嘴的长度为290～310mm。

一实施例中，所述风机为25～35kw涡轮风机。

一实施例中，所述主风管为DN 250mm～DN 350mm管道。

一实施例中，所述主风管采用碳钢焊接管。

一实施例中，所述支风管采用碳钢焊接管。

一实施例中，所述支风管上安装有手动蝶阀。

一实施例中，所述支风管与所述风嘴间通过硅胶连接管和卡箍进行连接。

本发明提供的一种玻璃熔窑小炉底板垮塌的在线热补抢修方法，对垮塌部位的小炉底板使用锆刚玉砖材搭桥铺底、然后使用陶瓷焊补进行焊补，对其进行密封与加固，然后用耐热钢板支撑焊补部位，最后用冷却风对焊补区域进行通风冷却，减缓修补的小炉底板的烧损，解决小炉底板垮塌问题，堵住了熔窑漏玻璃水的危险事故，最终实现延长窑炉使用寿命目标。

本发明一年的运行费用测算：

①33#锆刚玉砖大约24000元/吨，每个小炉修补小炉底板约需要200公斤，那么一个小炉锆刚玉砖的费用为4800元，左右1～5#小炉共10个小炉，合计48000元。

②支撑耐热钢板，每个小炉约需要100元，左右1～5#小炉共10个小炉，合计1000元。

③陶瓷焊补硅质热补料大约90000元/吨，陶瓷焊补一个小炉约需要100kg，那么一个小炉陶瓷焊补的费用为9000元。左右1～5#小炉共10个小炉，那么陶瓷焊补10个小炉的费用合计约90000元。

④新增冷却风系统大约需要费用100000元。

⑤一台风机每天的用电量约550度，两台风机用电量约1100度。每度电按0.86元计算，那么一天新增电费946元，一年增加电费345290元。

合计：本发明一年的运行费用约584290元。

假如一条拉引量为600t/d的生产线，窑炉的小炉底板频繁修补造成严重窑炉安全隐患，最终导致提前一年放水冷修，测算提前一年冷修损失的费用：

①如该生产线每天的总成品率为91％(含一等品和合格品)，那么该生产线每天的产量＝600×20×91％＝10902重箱，一年的产量为3985800重箱。

②按目前浮法玻璃原片市场平均价格80元/重箱计算，一年的销售额＝3985800×80＝318864000元。

③按目前某企业前三季度平均净利率18％计算，那么一年的净利润为57395520元。

因此，提前一年冷修损失57395520元，提前一个月冷修损失4782960元，提前一天冷修损失159432元。

综合分析：按照目前浮法玻璃市场行情，只要让窑炉多运行四天，即足够支付该发明产生的一年运行费用。因此本发明意义深远，直接影响企业的效益和战略发展。

本发明所涉及的设备、试剂、工艺、参数等，除有特别说明外，均为常规设备、试剂、工艺、参数等，不再作实施例。

本发明所列举的所有范围包括该范围内的所有点值。

本发明所述“大约”、“约”等指的是所述范围或数值的±20％范围内。

本发明中，除有特别说明外，％均为质量百分比，比例均为质量比。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1、使用本发明的修补方法后，新修补的小炉底板可以坚持1年甚至更长时间，不仅减少窑炉安全隐患，减轻员工的工作量，而且增加企业效益。如果频繁修补小炉底板，产品质量无法保证稳定，而且窑炉安全无法保障，甚至引发提前放水冷修。

2、本发明能够极大降低运营成本，意义深远，直接影响企业的效益和战略发展。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为浮法玻璃熔窑及冷却风系统的管道分布图。

图2为浮法玻璃熔窑的立面图。

图3为小炉底板垮塌示意图。

图4为将垮塌的小炉底板进行三等分切割的示意图。

图5为清理小炉底板垮塌部位后的示意图。

图6为烤砖窑示意图。

图7为锆刚玉砖搭桥示意图。

图8为小炉底板陶瓷焊补区域示意图。

图9为小炉底板钢板焊接部位示意图

图10为冷却风系统的管道分布图。

图11为风嘴和支风管示意图，其中(a)为第一风嘴正视图，(b)为第一风嘴侧视图，(c)为第二风嘴正视图，(d)为第二风嘴侧视图。

图12为风嘴向小炉底板吹风冷却的示意图。

图13为现场照片，其中(a)为烤砖窑正面照片，(b)为烤砖窑背面照片，(c)为主风管和支风管照片，(d)为红色硅胶高温连接管照片，(e)为风嘴及未修好的小炉底板照片，(f)为风嘴及陶瓷焊补密封料修补好的小炉底板照片。

附图标记：

小炉1，蓄热室2，熔化部3，澄清部4，卡脖5，冷却部6，烤砖窑7，小炉底板11，小炉喷嘴12，喷嘴砖13，小炉斜坡碹14，小炉底板垮塌区域15，锆刚玉砖16，陶瓷焊补17，钢板18，风机81，主风管82，支风管83，红色硅胶高温连接管84，风嘴85，圆形接口86，出风口87，第一风嘴851，第二风嘴852。

具体实施方式

下面通过实施例具体说明本发明的内容：

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“横”、“竖”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图中的立体图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

如图1所示，为浮法玻璃熔窑的平面图，熔窑包括小炉1、蓄热室2、熔化部3、澄清部4、卡脖5、冷却部6等；蓄热室2和小炉1通常有两组，分布在熔化部3的两侧对称布置。根据熔化量的规模不同，每一侧的小炉1通常有4～10个。小炉1连接蓄热室2和熔化部3，其结构通常包括小炉底板11、小炉喷嘴12、小炉斜坡碹14等，小炉喷嘴12处常设有喷嘴砖13和间隔砖，如图2和图3。

本实施例的一种玻璃熔窑小炉底板垮塌的在线热补抢修方法：

2020年10月份，某企业6#浮法玻璃生产线小炉底板垮塌，如图3，小炉底板垮塌区域15位于喷嘴砖及接触的小炉底板处，垮塌区域尺寸300mm×1500mm×150mm，在线进行热补抢修。

1、切砖：使用水冷切砖机进行切砖，把大块的锆刚玉砖切成各种指定尺寸的小砖块，厚度12mm，根据小炉垮塌尺寸，确定锆刚玉小砖块的长度300mm、宽度298mm，每块砖预留2mm膨胀缝。

2、预升温：用普通粘土砖砌一个简易的天然气烤砖7，如图6，长2米，宽0.6米，高0.6米，预升温900℃。

3、锆刚玉砖搭桥：

用氧熔棒把垮塌部位的小炉底板三等分切割分离，如图4，然后安排瓦工清理垮塌部位，切割分离的砖材，清理好的部位用含锆陶瓷纤维毯堵塞，避免透火过大烧损小炉底板钢结构，同时改善工作环境。清理过程中，切勿把砖材掉入窑内污染玻璃液，影响正常生产。清理干净后如图5。

把烘烤过的锆刚玉砖16用特制钢钗从烤砖窑取出放在陶瓷纤维毯上，马上在砖的表面再盖一层陶瓷纤维毯，减少砖材降温过快导致炸裂。同时注意烤砖窑四周的门窗紧闭，减少冷空气灌入。

取下堵塞小炉底板的陶瓷纤维毯，三名经验丰富的瓦工相互精心配合，使用特制扁铲、钩子等工具，把锆刚玉砖16安装在小炉底板垮塌区域15的缺口，砖材之间的距离不允许超过5mm。这样新安装的锆刚玉砖16一头搭在喷嘴砖13或间隔砖上，另一头搭在未垮塌的小炉底板11上，这种操作方式称为搭桥，如图7。此外，如果喷嘴砖13或间隔砖有损坏，必须先更换喷嘴砖13或者间隔砖，这样搭桥才会更加牢固。

4、陶瓷焊补：搭桥结束后，利用陶瓷焊补技术对搭桥部位的小炉底板11进行陶瓷焊补加固和密封，陶瓷焊补17的厚度不小于10mm，如图8。此外，小炉底板11与喷嘴砖13或间隔砖之间，喷嘴砖13和间隔砖之间的缝隙都进行陶瓷焊补密封，要求不能有透火、透气和透红现象。

陶瓷焊补硅质焊补料技术要求：

粒度≤0.8mm，占比≥92％；

SiO₂≥98％，Al₂O₃≤1％，Fe₂O₃≤1％。

5、铁板支撑加固：采用10mm厚度的耐热钢板18对陶瓷焊补区域进行支撑加固，如图9，防止搭桥的锆刚玉砖烧薄后掉落，延长使用寿命。

6、新增冷却风系统：窑炉中后期，为确保碹碴、L吊墙和池壁的冷却强度，不允许从这些冷却风系统引风给小炉底板冷却。因此，需新增一套独立的冷却风系统单独给小炉底板吹风冷却。具体地：

如图1(图1中虚线表示)和图10，所述独立的冷却风系统包括：

风机81，与风机81相连的主风管82，与主风管82相连的若干支风管83；每个小炉1对应设置四个支风管83，且每个支风管83末端装接有一个风嘴85；风嘴85为梯形风嘴，风嘴85在与支风管83的连接处具有圆形接口86，风嘴85的出风口87呈长方形；风嘴85的出风口87的宽度大于圆形接口86的直径，风嘴85的出风口87的厚度小于圆形接口86的直径；

风嘴85位于对应的小炉底板11的下方且风嘴85朝向小炉底板11，例如风嘴85与地面成45°～90°夹角，如图12。通过风机81鼓风经过主风管8、支风管83和风嘴85向小炉底板11吹风冷却。

输送风管道的设计选型及大小依据：

a、管道内的介质为空气，无腐蚀性，故管道采用碳钢焊接管；

b、主风管82选用DN 300mm，计算依据如下：

根据表1，当风量为12450Nm³/h时，选取主风管流速≤17.5m，根据最大流速，忽略弯道阻力等因素。

风量Q＝风速U×风管截面积S×3600：

风管截面积S＝通过风量(m³/h)/(3600×风速(m/s))

计算可得：风管截面积＝12450/(3600×17.5)＝0.20m²

故风管直径d＝√S/3.14＝0.25米即DN 250mm。

考虑管道阻力后选择大一号管道，故选用DN300的焊接碳钢管。

表1高速分管中的容许流速

风量(m<sup>3</sup>/h)	最大容许风量(m/s)
		5000～10000	12.5
10000～17000	17.5
		17000～25000	20.0
25000～40000	22.5
		40000～70000	25.0
70000～100000	30.0

本实施例之中，从窑头二楼左右蓄热室2后端墙处各安装一台功率30kw涡轮风机81，引出一路主风管82至窑头过道内，主风管82安装在靠近小炉1一侧的过道行走平台上，在主风管82对应每个小炉1的位置制作并安装4个支风管83。为更稳定的控制支风管的风量大小，支风管83上全部安装手动蝶阀。

图11是支风管83和风嘴85的示意图，根据小炉1宽度使用不同型号的风嘴85。例如，风嘴85包括较小的第一风嘴851与较大的第二风嘴852。第一风嘴851的出风口的宽度为270mm，第一风嘴851的出风口的厚度为20mm，第一风嘴851的长度为300mm。第二风嘴852的出风口的宽度为450mm，第二风嘴852的出风口的厚度为20mm，第二风嘴852的长度为300mm。

为了能让支风管83的风嘴85有一个合适的角度，在手动蝶阀与风嘴85之间采用红色硅胶高温连接管84及304带手柄卡箍进行连接。

把风嘴85按一定角度焊接在坐式枪架横梁上，风嘴85朝修补的小炉底板11位置吹风冷却，如图12，用红色硅胶高温连接管84连接支风管83和风嘴85，用卡箍锁紧红色硅胶高温连接管84，防止脱落。

运行过程中应对风机81进行监控：在中控室安装风机低压停机报警器，一旦风机调停报警，马上前往现场处理。

本实施例之中，两组小炉各设置一套冷却风系统，两套冷却风系统可独立运行，也可共用风机共同运行。

实施例2

某企业4#生产线于2011年9月份投产，窑炉运行至第6个年头，左右1～5#小炉底板频繁垮塌，开始采用刚玉砖或锆刚玉砖搭桥，用锆质密封料密封后耐热钢板支撑加固。但由于密封差存在透火透气现象，因此搭桥的砖材很快烧损。频繁修补小炉底板，不仅难度一次次加大，严重存在重大窑炉安全隐患，而且每次修补过程中都会造成大面积缺陷，影响玻璃质量。经多年摸索和研究，于2018年3月份，对左右1～5#小炉的小炉底板采用本发明的方法进行全面修补。4#线采取本发明的方法后，从2018年3月份至2020年10月份，整整1年7个月未修补小炉底板。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (9)

1.一种玻璃熔窑小炉底板垮塌的在线热补抢修方法，其特征在于：先把垮塌部位的小炉底板三等分切割分离，然后清理小炉底板垮塌部位，切割分离的砖材，清理好的部位用含锆陶瓷纤维毯堵塞；取下堵塞小炉底板的陶瓷纤维毯，将若干厚度11～13mm、预先经过不低于800℃预处理的锆刚玉砖安装在垮塌部位的缺口，使锆刚玉砖的两头分别搭在缺口两侧的未垮塌部位进行搭桥，且锆刚玉砖之间的距离不超过5mm；随后对搭桥部位的小炉底板进行陶瓷焊补以加固和密封，陶瓷焊补的厚度不小于10mm；陶瓷焊补所用硅质焊补料中：粒度≤0.8mm的颗粒占比≥92％，且SiO₂≥98％，Al₂O₃≤1％，Fe₂O₃≤1％；随后再用9～11mm厚度的耐热钢板对陶瓷焊补区域进行支撑加固；随后采用独立的冷却风系统单独对小炉底板进行吹风冷却。

2.根据权利要求1所述的玻璃熔窑小炉底板垮塌的在线热补抢修方法，其特征在于：所述独立的冷却风系统包括：风机，与所述风机相连的主风管，与所述主风管相连的若干支风管；每个小炉对应设置3～5个所述支风管，且每个支风管末端装接有一个风嘴；所述风嘴位于对应的小炉底板的下方且风嘴朝向小炉底板；所述风嘴为梯形风嘴，所述风嘴在与所述支风管的连接处具有圆形接口，所述风嘴的出风口呈长方形；所述风嘴的出风口的宽度大于所述圆形接口的直径，所述风嘴的出风口的厚度小于所述圆形接口的直径。

3.根据权利要求2所述的玻璃熔窑小炉底板垮塌的在线热补抢修方法，其特征在于：所述风嘴包括第一风嘴与第二风嘴；所述第一风嘴的出风口的宽度为265～275mm，所述第一风嘴的出风口的厚度为18～22mm，所述第一风嘴的长度为290～310mm；所述第二风嘴的出风口的宽度为445～455mm，所述第二风嘴的出风口的厚度为18～22mm，所述第二风嘴的长度为290～310mm。

4.根据权利要求2所述的玻璃熔窑小炉底板垮塌的在线热补抢修方法，其特征在于：所述风机为25～35kw涡轮风机；所述主风管为DN 250mm～DN 350mm管道；所述主风管采用碳钢焊接管；所述支风管采用碳钢焊接管；所述支风管上安装有手动蝶阀；所述支风管与所述风嘴间通过硅胶连接管和卡箍进行连接。

5.根据权利要求1所述的玻璃熔窑小炉底板垮塌的在线热补抢修方法，其特征在于：使用水冷切砖机把大块的锆刚玉砖切成厚度11～13mm的小砖块，然后进行不低于800℃预处理。

6.根据权利要求1所述的玻璃熔窑小炉底板垮塌的在线热补抢修方法，其特征在于：所述不低于800℃预处理是在烤砖窑中进行，所述烤砖窑为粘土砖砌成，尺寸长1.5～2.5米，宽0.5～0.7米，高0.5～0.7米。

7.根据权利要求1所述的玻璃熔窑小炉底板垮塌的在线热补抢修方法，其特征在于：锆刚玉砖在经过不低于800℃预处理后，用钢钗从烤砖窑取出放在陶瓷纤维毯上，马上在砖的表面再盖一层陶瓷纤维毯。

8.根据权利要求1所述的玻璃熔窑小炉底板垮塌的在线热补抢修方法，其特征在于：对与喷嘴砖或间隔砖接触的小炉底板的垮塌进行抢修时，将锆刚玉砖的一头搭在喷嘴砖或间隔砖上，另一头搭在未垮塌的玻璃熔窑小炉底板上进行搭桥；如果喷嘴砖或间隔砖有损坏，先更换喷嘴砖或者间隔砖。

9.根据权利要求1所述的玻璃熔窑小炉底板垮塌的在线热补抢修方法，其特征在于：小炉底板与喷嘴砖或间隔砖之间、喷嘴砖和间隔砖之间的缝隙都进行陶瓷焊补密封。

Images