玻璃窯爐大碹保溫技術(shù)方案探討

李成

（秦皇島玻璃工業(yè)研究設(shè)計院有限公司 秦皇島 066001）

0 引言

窯爐大碹是窯體的主要散熱部位，通過在大碹上表面實施保溫后，可以減少散熱損失，節(jié)約燃料消耗；同時保溫后的大碹內(nèi)外表面溫差小，碹磚受熱均勻，增加了碹體的穩(wěn)定性，有利于延長大碹的使用壽命。雖然采取保溫措施增加了部分投資，但由于節(jié)能和延長了使用壽命，綜合成本明顯降低。

目前國內(nèi)大多數(shù)玻璃企業(yè)的大碹保溫采用熱態(tài)保溫，即過完大火后，在大碹上表面進行各種保溫材料的施工。隨著窯爐熔化規(guī)模的擴大，大碹的外表面積也逐漸增加，熱態(tài)保溫勞動強度也越來越大。同時，在高溫環(huán)境下施工，條件惡劣，施工質(zhì)量往往難以保證，因此采用冷態(tài)和熱態(tài)相結(jié)合的保溫技術(shù)方案，能夠降低勞動強度，提高保溫施工質(zhì)量，為窯爐生產(chǎn)節(jié)約燃料消耗，同時減少保溫的后期維護，為企業(yè)帶來效益。

1 熱態(tài)保溫施工技術(shù)方案

1.1 施工技術(shù)方案

過大火后，拆除大碹上表面的保溫棉，將大碹上表面清理干凈，用流動性的優(yōu)質(zhì)硅泥在大碹表面灌縫、密封，密封完成后鋪30 mm左右的硅質(zhì)密封料，在硅質(zhì)密封料上層碼放2～3層輕質(zhì)保溫磚，保溫磚上層依次施工隔熱涂料、保溫板、密封保溫涂料等（不同的項目所采用的保溫材料和厚度可能不同，但均能保證大碹保溫后外表面溫度≤100 ℃）。

1.2 主要優(yōu)點

（1）熱態(tài)保溫是在過大火后再進行施工，烤窯過程中可以隨時觀察碹體的膨脹情況，及時調(diào)整拉條的松緊狀態(tài)，避免出現(xiàn)上張口、下張口、橫向臺階縫等狀況；

（2）過完大火后可以觀察大碹是否有抽簽、磚材是否有破損等影響結(jié)構(gòu)安全的狀況，可及時修補處理；待大碹相關(guān)問題處理完成后，再進行保溫材料的施工，這樣有利于大碹和保溫材料的結(jié)構(gòu)安全，減少生產(chǎn)過程中碹體的缺陷。

1.3 主要缺點

（1）勞動強度大。大碹在過大火后，溫度很高，在高溫下施工，工人體力消耗大，危險系數(shù)高，環(huán)境惡劣造成施工時間長，費用相對較高；

（2）施工質(zhì)量差。高溫下施工工作條件惡劣，很難細致地進行施工操作，施工質(zhì)量相對粗糙；

（3）碹體缺陷多?？靖G過程中，僅在大碹上表面覆蓋一層保溫棉，升溫過程中由于碹體內(nèi)、外表面溫差較大，一般很難均勻膨脹，在烤窯過程中產(chǎn)生較多的裂縫缺陷；個別碹磚可能會因受熱不均出現(xiàn)破損現(xiàn)象。

2 冷態(tài)和熱態(tài)相結(jié)合的保溫技術(shù)方案

2.1 施工技術(shù)方案

先進行冷態(tài)保溫，即大碹在砌筑完成后，將上表面清理干凈，用稀硫酸清洗大碹的上表面，在劃分好的保溫區(qū)域鋪30 mm左右硅質(zhì)密封料，硅質(zhì)密封料上面砌筑輕質(zhì)保溫磚；余下的保溫再進行熱態(tài)保溫：即過大火后，先進行預(yù)留區(qū)域的保溫（方法同上），再對整個保溫磚上層進行保溫，依次施工隔熱涂料、保溫板、密封保溫涂料等。

具體施工技術(shù)方案：

（1）冷態(tài)保溫

①檢查大碹砌筑質(zhì)量是否符合相關(guān)要求，滿足要求方可進行保溫操作；

②將大碹上表面的雜物、多余的泥灰徹底清掃干凈；

③用稀硫酸（濃度約30%）清洗大碹，一遍就可以使表面灰塵徹底清理干凈，并使碹磚的上表面受到輕微的侵蝕，利于硅質(zhì)密封料與大碹上表面緊密結(jié)合在一起，利于其密封；

④劃定保溫界面。通常一節(jié)大碹分為8個區(qū)域，各位置預(yù)留不保溫區(qū)域見圖1。按此區(qū)域鋪設(shè)30 mm硅質(zhì)密封料；

圖1 每節(jié)大碹保溫界面示意圖

⑤待硅質(zhì)密封料達到要求強度后，按所劃分的區(qū)域砌筑輕質(zhì)保溫磚，保溫磚各層間要錯縫砌筑，保證每個區(qū)域保溫磚的整體穩(wěn)定；

⑥保溫磚砌筑完成后，將預(yù)留不保溫區(qū)域鋪上烤窯用保溫棉。

經(jīng)過以上六步，冷態(tài)下保溫完成。預(yù)留不保溫區(qū)域，在烤窯過程中，可以隨時掀開保溫棉，觀察大碹膨脹情況，給松緊拉條提供參考。

（2）熱態(tài)保溫

①過大火完成后，先檢查硅質(zhì)密封料和保溫磚情況，有保溫磚錯位、損壞等情況及時修補；

②將預(yù)留未保溫區(qū)域鋪設(shè)的保溫棉掀掉，并清理干凈，檢查預(yù)留處的碹體，有抽簽和破損的碹磚及時處理；

③待碹體達到使用要求后，用流動性的優(yōu)質(zhì)硅泥在預(yù)留區(qū)域潑漿、灌縫，厚度為2～3 mm;

④灌縫完成后，在上表面鋪設(shè)30 mm硅質(zhì)密封料，與冷態(tài)鋪設(shè)的硅質(zhì)密封料接口要搗實，保證緊密結(jié)合，形成一體，保證其密封性；

⑤待硅質(zhì)密封料達到要求強度后，砌筑輕質(zhì)保溫磚，與冷態(tài)下的保溫要錯縫砌筑，使其形成整體，保證穩(wěn)定；

⑥將冷態(tài)和熱態(tài)砌筑的保溫磚上表面清理干凈，在其上表面依次施工隔熱涂料、保溫板、密封保溫涂料等。

至此，大碹的保溫施工全部完成。

2.2 主要優(yōu)點

（1）勞動強度大幅度降低。大碹表面清理，硅質(zhì)密封料施工，輕質(zhì)硅磚的砌筑的工作量占到保溫施工工作量的1/2，在冷態(tài)下施工勞動強度降低，施工費用較低；

（2）施工質(zhì)量好。冷態(tài)下對大碹進行保溫施工，施工易于操作和控制，確保施工質(zhì)量符合相關(guān)要求；

（3）碹體質(zhì)量較好。大碹大部分區(qū)域在常溫下已經(jīng)施工完成，在烤窯過程中可以縮小碹體內(nèi)、外面的溫差，有利于碹體的均勻膨脹，大碹表面的裂縫較少，烤窯后的碹體質(zhì)量較好；同時硅質(zhì)密封料、保溫磚在烤窯過程中，均勻升溫膨脹，不易產(chǎn)生裂紋、錯位等缺陷。

2.3 主要缺點

大碹大部分區(qū)域在冷態(tài)下已經(jīng)施工完成，不能全面隨時觀察烤窯過程中碹體的膨脹情況，難以及時給松緊拉條提供參考；不能觀察到已經(jīng)保溫位置的碹磚是否有抽簽、磚材是否有破損等情況。

為了克服以上缺點，冷態(tài)保溫時在大碹兩肋、碹頂和每節(jié)大碹端頭預(yù)留不保溫區(qū)域，可通過該區(qū)域觀察碹體的膨脹情況，來調(diào)整拉條的松緊程度；同時嚴(yán)格控制砌筑質(zhì)量和制定好大碹的升溫制度，防止碹體在烤窯過程中產(chǎn)生抽簽，產(chǎn)生上、下張口，橫向臺階縫等缺陷。

3 兩種保溫技術(shù)方案比較

熱態(tài)保溫施工技術(shù)與冷態(tài)和熱態(tài)相結(jié)合保溫技術(shù)方案對比見表1。

表1 兩種保溫技術(shù)方案比較

4 大碹質(zhì)量控制要求

無論采用何種保溫技術(shù)方案，碹磚的材質(zhì)、大碹的砌筑、烤窯控制和后期維護都是很重要的，否則任何的保溫技術(shù)方案，都難以達到節(jié)能和延長大碹使用壽命的目的。

4.1 碹磚的材質(zhì)

（1）碹磚要具備較高的耐火度和荷重軟化溫度、良好的蠕變性，并且滿足高溫下強度高，導(dǎo)熱系數(shù)小等條件，同時對外觀質(zhì)量進行嚴(yán)格控制，因此要優(yōu)選耐材供貨廠家的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，從源頭保證碹磚的質(zhì)量；

（2）硅泥的選擇要與硅磚材質(zhì)相匹配，耐火度、粘結(jié)時間、荷重軟化溫度、高溫強度等滿足使用要求，并且具備良好的施工性能。

4.2 大碹的砌筑

（1）對碹胎進行嚴(yán)格的驗收，保證達到設(shè)計要求；

（2）瓦工必須具備基本的施工技能，嚴(yán)格按照大碹施工規(guī)范砌筑，保證碹體質(zhì)量。

4.3 烤窯控制

（1）根據(jù)該大碹硅磚的膨脹特性，制定適合的大碹升溫制度；

（2）烤窯過程中對大碹進行全面的觀察，及時調(diào)整拉條，防止出現(xiàn)“上張口”、“下張口”、“橫向臺階縫”等缺陷，保證碹體質(zhì)量。

4.4 后期維護

（1）在生產(chǎn)中，應(yīng)保持穩(wěn)定的熔化溫度，防止大碹溫度忽高忽低，出現(xiàn)大幅度變化的情況；

（2）制定大碹維護方案，定期檢查，把問題消滅在萌芽狀態(tài)。

5 結(jié)語

通過大碹保溫可以實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。大碹保溫可根據(jù)大碹保溫的施工強度以及大碹的相關(guān)質(zhì)量情況制定合理的施工技術(shù)方案。熔化量較小的玻璃窯爐，大碹保溫面積較小，施工時間短，可以采用熱態(tài)保溫技術(shù)方案；熔化量大的玻璃窯爐，大碹保溫面積大，采用冷態(tài)和熱態(tài)相結(jié)合的保溫技術(shù)方案，可以縮短施工時間，而且大幅度提高大碹保溫施工質(zhì)量，減少后期維護費用。