游今君，屠智革

(中國建材國際工程集團(tuán)有限公司，上海 200063)

浮法玻璃生產(chǎn)線的熔窯是一個(gè)非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體，每個(gè)區(qū)域的溫度和環(huán)境都不一樣，因此每個(gè)區(qū)域采用的耐火材料的材質(zhì)和性能各不相同。同時(shí)對于不同區(qū)域的溫度控制也不一樣，這就給保溫工作帶來了很多的約束，同時(shí)由于窯爐內(nèi)充滿了各種氣體和原料粉料，因此熔窯的耐火材料和保溫材料所處的環(huán)境較惡劣，需要根據(jù)具體的情況選用合適的材料才能在保證熔窯安全的情況下達(dá)到很好的保溫效果。中國建材國際工程集團(tuán)有限公司對于玻璃熔窯的保溫作了非常多的研究和實(shí)踐，也取得了很好的效果。

1 窯爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面

窯內(nèi)增加設(shè)置0#氧槍，提高投料池的預(yù)熔溫度，促進(jìn)配合料的熔化。增加小爐對數(shù)，小爐內(nèi)配置3～4支噴槍；加強(qiáng)每只噴槍的控制，精準(zhǔn)控制每個(gè)點(diǎn)的溫度。窯爐下部煙道內(nèi)外表面加強(qiáng)密封，在煙道底層加鋪一層澆注料，保溫增加一層輕質(zhì)粘土磚加強(qiáng)密封。蓄熱室采用“2-2-1-1”分隔方式，隔墻采用到頂出碹頂方式，以減少隔墻傾斜現(xiàn)象。蓄熱室采用燒結(jié)筒形磚。蓄熱室上部外墻、分隔墻均采用燒結(jié)莫來石磚，中部墻體采用96%MgO磚，下部為低氣孔粘土磚(DN-12/DN-15)。蓄熱室墻體、頂碹采用復(fù)合保溫涂料以降低表面溫度，減少散熱。格子體底過渡層格子磚、爐條碹及找平磚均采用燒結(jié)硅線石磚。采用窄長卡脖結(jié)構(gòu)形式，減少熱量的流失，同時(shí)在該處設(shè)深層冷卻水包，通過調(diào)節(jié)深層水包的深度來控制玻璃液的回流量和溫降。熔化部后山墻采用J型吊墻，卡脖采用吊平碹，冷卻部前山墻采用拱碹結(jié)構(gòu)?？ú钡跗巾鄄贾梅绞綉?yīng)滿足深層水包與水平攪拌器位置互換要求。窄長卡脖結(jié)構(gòu)，適當(dāng)拉長深層水包與攪拌器之間的間距，改善溫度控制。熔化帶采用深池結(jié)構(gòu)，熔窯池底采用階梯結(jié)構(gòu)形式，熔化池深1 400 mm，澄清帶設(shè)置若干臺階，強(qiáng)化配合料區(qū)域玻璃液回流，促進(jìn)配合料熔化。冷卻部胸墻前段留一水包孔，中間位置處留吹風(fēng)孔，末端留設(shè)水包孔加大磚門，加強(qiáng)精準(zhǔn)控制。熔化部大碹采用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)硅磚，砌筑用耐火泥、脹縫密封料進(jìn)口，大碹內(nèi)壁噴涂復(fù)合保溫涂料。冷卻部設(shè)置一對FEF加熱器，稀釋風(fēng)管風(fēng)嘴、稀釋風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口全部采用優(yōu)質(zhì)材質(zhì)。后山墻電視監(jiān)控磚采用優(yōu)質(zhì)鋯英石磚。大閘板實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，開度調(diào)節(jié)、顯示及限位進(jìn)DCS控制系統(tǒng)，加強(qiáng)整體控制、節(jié)約能源。池壁風(fēng)管上部設(shè)置創(chuàng)新型風(fēng)嘴，方便后續(xù)作業(yè)。采用全等寬投料池結(jié)構(gòu)優(yōu)化熔窯尺寸。前臉采用45°L型吊墻，同時(shí)用擋焰磚結(jié)構(gòu)取代擋焰水包，并設(shè)投料口密封裝置加強(qiáng)投料口的密封和配合料的預(yù)熔。優(yōu)化設(shè)計(jì)1#小爐中心線至前臉的距離，可充分發(fā)揮1#小爐的潛力，進(jìn)一步促進(jìn)配合料的熔化。合理設(shè)計(jì)熔窯的澄清帶的長度，在保證節(jié)約能源的情況下使深層微氣泡有足夠的時(shí)間溢出。

2 窯爐材料選擇方面

選取保溫材料一般會遵循以下幾點(diǎn)原則：1) 選用的材料需要具有良好的保溫性能，即導(dǎo)熱系數(shù)需要滿足模型計(jì)算要求。2) 選用的材料一定要具有一定的耐火度，特別是在復(fù)合保溫下，各保溫層應(yīng)能滿足界面溫度的要求，否則會極大影響保溫性能，甚至完全失效。3) 具有高溫穩(wěn)定性，能夠保證在使用溫度條件下不粉化、不脫落。4) 具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，使用過程中不得被侵蝕或腐蝕本體結(jié)構(gòu)，且可固定貼合耐火材料。5) 具有一定抗沖擊強(qiáng)度和較輕的自重。6) 材料配置方案應(yīng)具有經(jīng)濟(jì)性。

一般浮法玻璃熔窯的窯頂大碹頂、窯體池底以及熔窯的池壁是散熱較多的部位。通常這些部位的散熱量總計(jì)占整個(gè)熔窯窯體散熱的80%～90%，熔窯窯體外表面?zhèn)鳠岱绞街饕獮閷α鲹Q熱與輻射傳熱。傳熱量的多少及快慢取決于熔窯窯體表面溫度和外部環(huán)境溫度。熔窯窯體表面溫度與外界環(huán)境的溫差越小，散熱損失就越低。因此，根據(jù)這一原理，為了通過減少熔窯與外部環(huán)境的熱交換來實(shí)現(xiàn)保溫節(jié)能的目的，那就可以采取措施降低熔窯窯體表面的溫度。通過對熔窯窯體進(jìn)行有效地保溫，讓保溫后的窯體表面溫度盡可能地降低，這個(gè)溫度的降低與選用的保溫材料物性有很大關(guān)系，尤其是保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，兩者呈正相關(guān)的關(guān)系。除了保溫材料外，熔窯本體的耐火材料也要考慮外表在增加保溫層后的變化，因此通常窯池的耐火材料還需要兼顧高溫及耐侵蝕性，關(guān)鍵部位選用優(yōu)質(zhì)的AZS磚，使用最廣泛的是含ZrO233%～41%的電熔鋯剛玉磚，該材料耐侵蝕性好。池底采用2層鋪面磚，上層采用北京西普/淄博旭硝子電熔AZS磚，下層采用國產(chǎn)電熔AZS磚，厚度均為75 mm。熔窯池底保溫總厚度為230 mm，垛磚間活動(dòng)保溫上層陶瓷纖維毯厚度為100 mm。

蓄熱室作為儲熱和換熱的重要載體，對于節(jié)能也非常的關(guān)鍵。通常蓄熱室采用“2-2-1-1”分隔方式，隔墻采用到頂出碹頂方式，以減少隔墻傾斜現(xiàn)象。蓄熱室采用燒結(jié)筒形磚。蓄熱室上部外墻、分隔墻均采用燒結(jié)莫來石磚，中部墻體采用96%MgO磚，下部為低氣孔粘土磚(DN-12/DN-15)。蓄熱室墻體、頂碹采用復(fù)合保溫涂料以降低表面溫度，減少散熱。格子體底過渡層格子磚、爐條碹及找平磚均采用燒結(jié)硅線石磚。1#～5#格子體上三層采用鉻剛玉磚。

3 保溫加強(qiáng)措施

中建材蚌埠玻璃院的節(jié)能環(huán)保所，通過多年來對窯爐保溫技術(shù)的研究，打破傳統(tǒng)保溫的慣性思維，在窯爐本體保溫措施外又創(chuàng)造性的發(fā)明了“玻璃熔窯梯度復(fù)合熱保溫技術(shù)”。 這一加強(qiáng)型保溫措施徹底改變了傳統(tǒng)保溫“保溫性能差、保溫衰減率大、耐久性能差和易脫落”等特點(diǎn)。“玻璃熔窯梯度復(fù)合熱保溫技術(shù)”主要針對玻璃熔窯的不同部位，經(jīng)過嚴(yán)格的熱工模擬和精確的熱工計(jì)算，設(shè)計(jì)最佳的保溫方案：根據(jù)熱量從窯內(nèi)向窯外的梯度式散失特點(diǎn)，將保溫層按溫度段劃分為數(shù)個(gè)溫度段，根據(jù)每個(gè)溫度段溫度特點(diǎn)，科學(xué)地選擇“耐溫性能好、保溫性能強(qiáng)、且材料耐久性強(qiáng)”的合適的保溫材料。保溫層的最外層采用纖維噴涂技術(shù)，具有“低導(dǎo)熱、不開裂、表面平整細(xì)膩”的特點(diǎn)。同時(shí)采用我司獨(dú)創(chuàng)的“復(fù)合遮蔽技術(shù)”和“防熱橋施工工藝”，在降低傳統(tǒng)保溫厚底的前提下，使玻璃熔窯達(dá)到“表面溫度最低、表面散熱最小、保溫效果持久”的保溫效果。

通常玻璃熔窯各部位的保溫還應(yīng)注意以下事項(xiàng):1)保溫部位以能保即保的原則，盡量擴(kuò)大保溫面。2)注意保溫磚的界面溫度不要超過材料的承受溫度。3)大碹、胸墻、小爐墻、蓄熱室碹為烤窯后保溫。4)窯爐膨脹縫處不保溫。

4 結(jié) 語

通過對浮法玻璃熔窯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化、耐火材料及保溫材料的合理選擇以及創(chuàng)新的玻璃熔窯梯度復(fù)合熱保溫技術(shù)等全方位的節(jié)能保溫措施，做到熔窯能保即保的原則。以上的這些措施已經(jīng)在多個(gè)窯爐中使用實(shí)踐并達(dá)到了非常好的效果，實(shí)踐證明這些方案和措施具有方案科學(xué)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用和低投入高回報(bào)的特點(diǎn)，希望在未來的項(xiàng)目中能創(chuàng)新更多更好的保溫措施。