玻璃窯爐是玻璃工廠的心臟，其運行安全性極其重要。窯爐作為大型的熱工綜合體，其作業(yè)空間的火焰最高溫度一般在1600℃以上，玻璃液最高溫度要達(dá)到1450℃以上，生產(chǎn)中必然存在一些對窯體耐材高溫火焰燒損、高溫玻璃液侵蝕的現(xiàn)象，這會對窯爐的安全運行及使用壽命產(chǎn)生影響。

在公元2000 年以前，窯爐運行噸位最大的浮法玻璃窯爐，其窯爐一個生產(chǎn)運行周期（行業(yè)俗稱“窯齡”）大多在5～8 年；隨著窯爐主體耐材的質(zhì)量提升和窯爐運行維護(hù)技術(shù)的進(jìn)步，玻璃窯爐的運行年限越來越長。2000 年以后，浮法玻璃窯爐的運行周期即窯齡普遍達(dá)到10 年以上，最長的窯齡有達(dá)到15 年之久。窯齡的延長，對玻璃工廠能帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，各個企業(yè)都在追求安全受控前提下的更長窯齡。

窯爐在運行的燒損及侵蝕現(xiàn)象，通過專業(yè)的熱態(tài)維修可以控制和減輕窯體燒損程度，較為常見的熱修工作有池壁貼磚、池壁貼磚更換、陶瓷焊補、噴嘴磚更換、格子體更換、大碹及蓄熱室鼠洞修補、蓄熱室墻體傾斜維修等。小爐噴火口的掛鉤磚，是直接對著火焰下火沖擊的部位，雖然都采用最為耐燒損侵蝕的電熔AZS 磚，但也存在著逐漸燒損的情況，隨著窯齡的延長，燒損到一定程度會將其下部保護(hù)的胸墻托板部分暴露在火焰空間，甚至直接受到火焰氣流的沖擊燒損，對安全運行及窯爐壽命帶來較大隱患，在公元2000年以前甚至是決定窯爐是否結(jié)束一個窯齡周期進(jìn)行停爐冷修的主要因素。

近年來，隨著窯爐維護(hù)技術(shù)的提高，在窯爐正常的生產(chǎn)運行中，通過熱態(tài)維修的方式，對燒損的小爐噴火口掛鉤磚進(jìn)行更換，已是比較成熟的窯爐維護(hù)作業(yè)，可以有效保護(hù)胸墻托板免受燒損，延長窯爐的安全使用的壽命。還有一些窯爐，由于其耐材質(zhì)量或窯爐作業(yè)火焰控制不好鄧等因素，造成掛鉤磚部分異?？焖俚臒龘p，通過熱態(tài)更換部分掛鉤磚，就具有更加重要的作用。

1 控制掛鉤磚燒損的因素

橫火焰蓄熱室空氣助燃窯爐是當(dāng)前最為普遍的窯型，以及部分輕工行業(yè)的馬蹄焰空氣助燃窯爐，大多采用底燒式的噴槍，其噴火口結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示。

圖1 小爐噴火口剖面示意圖

圖2 某線新砌筑的噴火口照片

窯爐冷修后的窯檢，以及生產(chǎn)中的窯爐窯檢照片，顯示噴火口的燒損比較嚴(yán)重。在實際生產(chǎn)中，碰到過掛鉤磚燒損嚴(yán)重，或者鉤頭掉落后胸墻托板被燒損變形，托板下沉變形達(dá)到5mm之多。圖3為窯內(nèi)噴火口掛鉤磚燒損較為嚴(yán)重的照片。

圖3 某在運行窯爐的噴火口照片（內(nèi)窺鏡拍攝，窯齡6年）

影響小爐噴火口掛鉤磚燒損或鉤頭斷裂的因素：

⑴掛鉤磚材質(zhì)及結(jié)構(gòu)因素，選用較好的耐高溫耐侵蝕的電熔氧化法無縮孔AZS 材質(zhì)，對材質(zhì)的成分、體密、耐火度等質(zhì)量指標(biāo)上明確標(biāo)準(zhǔn)。在掛鉤磚的尺寸及結(jié)構(gòu)方面也要優(yōu)化，減少鉤角的應(yīng)力。尤其鉤頭位置的拐角，圖4、圖5 為兩種鉤頭拐角結(jié)構(gòu)，相比之下，圖4 的結(jié)構(gòu)在磚材澆筑制作過程中就容易有裂紋產(chǎn)生，而圖5 的結(jié)構(gòu)更利于磚材制作過程的應(yīng)力減少，相應(yīng)在窯爐運行中鉤頭炸裂的情況會好。

圖4 2000年以前的掛鉤磚圖

圖5 近年改進(jìn)后的掛鉤磚圖

⑵生產(chǎn)中的火焰角度及長度不合理的情況，也會加劇掛鉤磚及噴嘴磚的燒損，尤其在投產(chǎn)初期，火焰角度不合理可能會直接燒損。

⑶生產(chǎn)中的飛料過多，以及燃料中的硫含量較高的情況，在小爐口的磚材表面粘附，會和磚材形成共融，以及料堆偏斜，對池壁上間隙及掛鉤磚形成侵蝕沖刷，也會加快燒損。

⑷生產(chǎn)中由于溫度突變、窯壓突變等意外因素，引起的掛鉤掛鉤頭斷裂情況也有出現(xiàn)。對于生產(chǎn)中的火焰、飛料等因素，需要及時的檢查發(fā)現(xiàn)糾正，并形成規(guī)范的作業(yè)制度，提高窯爐作業(yè)運行的穩(wěn)定性，減少波動。

2 生產(chǎn)中熱態(tài)更換小爐噴火口掛鉤磚的控制要點

玻璃窯爐生產(chǎn)運行中，小爐噴火口是燒損最為嚴(yán)重的部位，尤其蓄熱式燃燒的窯爐，噴火口受到上火和下火的反復(fù)循環(huán)氣流沖擊變化，在下火側(cè)更是被熱氣流甚至火焰直接沖擊，因此小爐口的掛鉤磚常被燒損的較為嚴(yán)重。掛鉤磚下面保護(hù)的是鋼結(jié)構(gòu)胸墻托板，在掛鉤磚燒損侵蝕到一定程度的時候，就會將部分胸墻托板暴露在火焰空間，而托板直接被火焰沖擊會造成托板變形、燒損的情況，會對胸墻的結(jié)構(gòu)安全造成隱患。

窯爐運行中，需要定期對窯體的燒損情況進(jìn)行窯檢，采取看火鏡觀察、標(biāo)尺測量、測溫、內(nèi)窺鏡拍照等方法，對掛鉤磚的燒損情況進(jìn)行評估，確定是否需要維修以及維修時機(jī)。熱態(tài)維修更換噴火口掛鉤磚是高度專業(yè)的熱工維修作業(yè)，對窯爐安全和作業(yè)人員的安全具有一定的危險性，需要系統(tǒng)的方案，專業(yè)的工作。

對操作過程的主要步驟如下：

2.1 熱修計劃制定，人員分工，和材料工具準(zhǔn)備

制定熱修計劃，專業(yè)的窯爐檢查維護(hù)人員采用專業(yè)的窯爐檢查工具，內(nèi)窺鏡、照相機(jī)等對窯爐燒損情況進(jìn)行檢查拍照，確定熱修計劃，明確哪些掛鉤磚更換；

人員分工明確，有主操人員，有配合輔助人員，有應(yīng)急安全監(jiān)護(hù)人員；

相應(yīng)的熱工勞保用品準(zhǔn)備充足，應(yīng)急水槍、氣槍，鏟子、臨時加固用鋼材等準(zhǔn)備到位；

熱修磚材準(zhǔn)備方面，噴火口掛鉤磚和噴嘴磚及間隔磚一并一起更換，考慮到熱態(tài)更換操作的難度以及新磚材熱態(tài)更換的急速升溫避免炸裂等情況，一般將新的掛鉤磚在寬度方向尺寸定小一些，如圖6和圖7所示。

圖6 原始掛鉤磚組裝圖

圖7 熱態(tài)更換掛鉤磚示意圖

2.2 砌筑烤磚爐砌筑，將新磚進(jìn)行預(yù)升溫

根據(jù)準(zhǔn)備更換的掛鉤磚及噴嘴磚等的數(shù)量，進(jìn)行靠磚窯的砌筑，利用靠磚窯進(jìn)行預(yù)升溫。如圖8 和圖9 所示，一般采用天然氣槍進(jìn)行升溫。

圖8 烤磚窯照片

圖9 掛鉤磚和噴嘴磚在烤磚窯內(nèi)照片

在新的掛鉤磚及噴嘴磚裝窯之前，使用手電筒對每塊磚材進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)沒有問題后方可入窯。為了防止掛鉤磚升溫炸裂，噴嘴磚、間隔裝安裝在火道一側(cè)，掛鉤磚放在遠(yuǎn)離火道一側(cè)?？敬u窯砌筑完成后，磚材入窯后做好密封及保溫，安裝好噴槍及監(jiān)控電偶等，升溫燃料優(yōu)先使用順序為天然氣、液化氣，如采用柴油要注意升溫的均勻性，避免火焰直接燒到預(yù)升溫的磚材。

制定詳細(xì)的升溫方案，根據(jù)熱修計劃時間，提前3天開始進(jìn)行烤磚窯升溫，磚材升溫到800℃以上進(jìn)行保溫8h 左右，再開始熱修。升溫計劃如下表，參照這個升溫速率。一般在升溫前，新磚材已放置熔窯邊上1-2 個月時間，自然烘干水分；如新磚材沒有經(jīng)過窯爐邊上自然烘烤，則升溫速率相應(yīng)調(diào)整，低溫段升溫速率放緩。常用升溫速率表如表1所示。

表1 熱態(tài)更換掛鉤磚烤磚窯升溫速率

2.3 制定熱修期間的工藝調(diào)整方案

為規(guī)范小爐噴火口掛鉤磚更換期間，對小爐的噴火燃燒會有一定的影響，需制定熔化工藝調(diào)整方案，有詳細(xì)操作方案和應(yīng)急預(yù)案，避免更換過程中工藝操作的隨意性、避免拉引量和燃燒等工藝調(diào)整不及時造成對生產(chǎn)的影響。小爐掛鉤磚更換期間，熔化工藝的主要影響是噴槍調(diào)整、窯內(nèi)溫度下降和料山變遠(yuǎn)，故熱修期間工藝調(diào)整的主要方向是要及時調(diào)整燃料分布、增加相鄰噴槍燃料量，保持溫度、料山穩(wěn)定。

2.4 更換掛鉤磚及小爐噴槍調(diào)整

在熱修開始施工時，熔化工及鉗工在火梢一側(cè)拆除更換掛鉤磚位置對應(yīng)的噴槍及槍架；然后保窯班組開始拆除舊的噴嘴磚、間隔磚、掛鉤磚，換掛鉤磚，拆除過程注意保護(hù)托板，碎磚塊控制不要掉入窯內(nèi)玻璃液中；注意新掛鉤磚要比舊掛鉤磚寬度偏小，從小爐口的一邊開始拆，拆兩塊掛鉤磚后，熱態(tài)安裝一塊新掛鉤磚；注意新磚在烤磚窯內(nèi)一支保溫，安裝時用專用工具快速將新磚取出并到托板上就位；拆磚等作業(yè)盡量在上火側(cè)作業(yè)，下火時做好保溫棉擋火。要考慮一定的新磚備用量。

拆磚時盡量左右撬，減少直接敲打次數(shù)，防止帶動托鐵板；取新磚過程中烤磚窯溫度下降比較快，需要注意磚材保溫；安裝新掛鉤磚前需仔細(xì)查看是否存在炸裂紋，有炸裂紋的磚材不許使用；

待新噴嘴磚安裝完成后，熔化工及設(shè)備鉗工在火梢一側(cè)恢復(fù)對應(yīng)位置的噴槍和槍架；恢復(fù)噴槍燃燒后，再拆除下一只噴槍。有3 支噴槍的小爐更換操作過程中最多停1 支噴槍，保證有2 支槍燃燒；有2 個噴槍的小爐在熱修過程中需停掉1 支槍；即在熱修過程中盡量保持至影響一支槍的燒火，且一個小爐口一天要熱修完成，在中夜班恢復(fù)該小爐的正常燃燒，減少對正常工藝的影響。

2.5 熱修期間拉引量及工藝控制

準(zhǔn)備更換掛鉤磚前，綜合評估當(dāng)前負(fù)荷及蓄熱室堵塞情況，結(jié)合設(shè)計熔化率及澄清率，以確定更換前拉引量下降幅度（根據(jù)評估情況可降低2%～10%）；更換過程中根據(jù)窯內(nèi)工況，拉引量進(jìn)行動態(tài)控制，即根據(jù)施工不同階段，窯內(nèi)火焰燃燒狀態(tài)、溫度、料堆、泡界線的變化，進(jìn)行小幅升降調(diào)整，確保產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定，熱單耗的受控；更換完成后恢復(fù)更換前的拉引量，恢復(fù)量應(yīng)≤5t/d。

碎玻璃比例調(diào)整：根據(jù)庫存情況，在外購碎玻璃質(zhì)量受控的前提下，可上調(diào)2%～4%，更換過程中可視情況進(jìn)行臨時調(diào)整。掛鉤磚更換完成后，可結(jié)合拉引量和窯內(nèi)工況、玻璃質(zhì)量情況逐步下調(diào)恢復(fù)。

燃料及風(fēng)火量調(diào)整：將熱修小爐的燃料量適當(dāng)分至相鄰小爐，具體需根據(jù)火焰燃燒情況分配，對應(yīng)調(diào)整助燃風(fēng)量，保證窯內(nèi)總?cè)剂狭亢涂偀崃孔兓淮?，保證料山、溫度可控；燃料調(diào)整應(yīng)保證火焰燃燒充分、穩(wěn)定、有一定的清亮度；更換過程中密切關(guān)注料山、泡界線和偏料情況，出現(xiàn)異常時相應(yīng)調(diào)整拉引量或投料系數(shù)；燃料及助燃風(fēng)的調(diào)整需通知環(huán)保，保證環(huán)保進(jìn)口數(shù)據(jù)可控。

投料控制：正式熱修更換前，投料機(jī)切換為左右分別一拖一的控制模式，便于更換過程中左右兩側(cè)料山的平衡控制；

窯壓控制：應(yīng)盡量控制在正常窯壓指標(biāo)范圍內(nèi)，更換過程中非換火波動不得超過正常窯壓設(shè)定值5Pa，窯爐其他部位如有拉開縫隙及時封堵、做好臨時密封；

碹頂溫度根據(jù)窯內(nèi)工況，制定臨時溫度指標(biāo)進(jìn)行控制，確保班組操作的一致性、連續(xù)性。

掛鉤磚更換后恢復(fù)生產(chǎn)的方案，應(yīng)遵守以下控制原則：碹頂溫度控制：1#小爐、熱點小爐碹頂溫度、澄清溫度，應(yīng)恢復(fù)到更換前的正常溫度指標(biāo)；料山位置控制：拉引量提升過程中，料山應(yīng)控制在正常位置偏前；拉引量恢復(fù)到位后，料山應(yīng)恢復(fù)到降拉引量前的正常位置；窯壓控制：拉引量提升過程，窯壓按正常指標(biāo)控制；

各小爐燃料占比控制：恢復(fù)更換前的各小爐熱負(fù)荷分配比例控制，如需優(yōu)化應(yīng)在拉引量到位后，根據(jù)實際情況再進(jìn)一步摸索；助燃風(fēng)控制：應(yīng)按更換前的小爐風(fēng)油比指標(biāo)控制，熔化工程師需測量廢氣中O2含量、CO 含量，測量各小爐胸墻溫度；

以上未提及的工藝參數(shù)都應(yīng)參考正常生產(chǎn)時的指標(biāo)恢復(fù)；在恢復(fù)生產(chǎn)的同時，窯爐所有密封都要快速整改恢復(fù)到位，避免熱耗增加。

2.6 安全注意事項

烤磚時嚴(yán)格按照升溫曲線烘烤，安排專人24 h 值守現(xiàn)場；小爐過道及過道下方要做好安全防護(hù)。

熱修期間，班組要派專人負(fù)責(zé)聯(lián)系換火，必要時需要采取手動換火延長燒火時間；安裝噴槍和槍架、新掛鉤磚都是在火根側(cè)作業(yè)，在換向前要做好胸墻托板的保護(hù)；

用氧熔棒割磚時，產(chǎn)生的鐵屑不能進(jìn)窯，舊磚盡量全部取出；采用專用工具，清理附著物，盡量刮干凈，更換期間避免敲打掛鉤磚產(chǎn)生碎屑掉落窯內(nèi)，影響玻璃質(zhì)量；

做好勞動保護(hù)，更換掛鉤磚時，操作人員需穿戴好勞保用品；要避免現(xiàn)場人員出現(xiàn)中暑、燙傷等情況。

3 結(jié)語

噴火口掛鉤轉(zhuǎn)是窯爐內(nèi)直接受到火焰沖擊的部位，噴火口的掛鉤磚類似于早期煤氣窯爐的舌頭，其燒損會直接到影響窯爐的運行壽命。從材質(zhì)上選用較好的電熔AZS，結(jié)構(gòu)上優(yōu)化減少磚材澆筑成型時鉤頭拐角的應(yīng)力裂紋，以及熔窯作業(yè)上控制火焰、飛料及溫度穩(wěn)定性，能有效減緩掛鉤轉(zhuǎn)的燒損。

熱態(tài)更換嚴(yán)重?zé)龘p的噴火口掛鉤磚，是近年來才開展的一種高度專業(yè)的熱工作業(yè)，能夠有效延長玻璃熔窯的窯齡周期。制定詳盡的更換組織方案，并砌筑專門的烤磚窯進(jìn)行預(yù)升溫，按照步驟逐步實施熱修工作，并對熱修期間的熔化工藝控制做好預(yù)案，可以做到安全更換小爐噴火口掛鉤磚，且可以保證熱修期間的生產(chǎn)基本不受影響。