【中玻網(wǎng)】玻璃窯爐應用梯度增氧助燃后，燃燒產(chǎn)物的溫度、堿蒸氣和水蒸氣含量以及NOx濃度等均發(fā)生了改變，導致熔化部和冷卻部各部位的作業(yè)環(huán)境和耐火材料使用過(guò)程中損毀的原因也發(fā)生了改變，必須對熔化部和冷卻部各部位的結構進(jìn)行設計改進(jìn)，才能滿(mǎn)足窯爐窯齡的要求。

　　窯爐窯池是由熔化部（由投料口、熔化區、澄清區構成）、卡脖和冷卻部的池壁和池底構成，在正常運行的窯爐中，這些部位的耐火材料磚材要受到雙重侵蝕：高溫熾熱的玻璃液與這些部位的耐火材料發(fā)生化學(xué)反應形成侵蝕；窯爐內玻璃液形成的生產(chǎn)流、回流等沖刷這些部位的耐火材料，形成物理侵蝕。根據這種情況，確定了熔化部、卡脖和冷卻部窯池部位耐火材料磚材的選取原則：耐火材料磚材的選取應滿(mǎn)足整體窯齡要求，各部位磚材的使用壽命與窯爐壽命相匹配；具有很好的抗玻璃液侵蝕、沖刷性能；池壁磚采用整塊應用更佳；不污染玻璃液，影響玻璃液質(zhì)量。

　?。?）池壁：熔化部池壁磚侵蝕嚴重的部位是發(fā)生在頂層氣（窯爐內火焰氣體）—液（玻璃液）—固（池壁磚）形成的三相界面處和池壁磚與磚之間的橫向縫接縫處，因此，池壁磚選用整塊磚并且立砌筑，磚與磚之間要求精磨加工，膨脹縫留在兩端。池壁磚下部厚度一般設計為250 mm；上部液面線(xiàn)三相交界區域，為了強化冷卻效果，延緩池壁磚的侵蝕，將傳統厚度250 mm減少至200 mm左右。改進(jìn)后的池壁磚結構見(jiàn)圖1，池壁砌筑結構見(jiàn)圖2。

圖1    改進(jìn)后的池壁結構

圖2    池壁砌筑結構

　?。?）池底：①池底鼓泡，池底鼓泡是受玻璃液侵蝕、沖刷更嚴重的部位，選用抗玻璃液侵蝕、沖刷性能更好的磚，如無(wú)縮孔澆鑄的AZS 41#磚。玻璃窯爐中組合在一起的鼓泡磚見(jiàn)圖3。單塊鼓泡磚幾何尺寸盡可能地小，避免在制作過(guò)程中出現裂紋等缺點(diǎn)，影響其使用壽命。

圖3    鼓泡磚

　?、诟G坎，窯坎結構位于鼓泡附近靠后位置，也是受玻璃液侵蝕、沖刷更嚴重的部位，應選用抗玻璃液侵蝕、沖刷性能更好的磚，如無(wú)縮孔澆鑄的AZS 41#磚。組裝后窯坎結構示意圖見(jiàn)圖4。

圖4    組裝后窯坎結構示意圖

　?。?）熔化部熔化區掛鉤磚：傳統的掛鉤磚結構見(jiàn)圖5。掛鉤磚在制造過(guò)程中，A面容易產(chǎn)生裂紋，無(wú)法避免；在烤窯和窯爐正常運行過(guò)程中，窯爐升溫和生產(chǎn)運行時(shí)的火焰換向、溫度發(fā)生波動(dòng)、溫差導致A面容易掉頭斷裂，火焰直接燒損支撐窯體的鋼構件，減少窯爐的使用壽命。

圖5    改進(jìn)前掛鉤結構示意圖

　　改進(jìn)后的掛鉤磚結構見(jiàn)圖6。平緩的A面，避免了該處裂紋的產(chǎn)生和溫差產(chǎn)生的應力集中而導致掛鉤磚的掉頭斷裂，從而保證掛鉤磚順利安全地運行整個(gè)窯齡作業(yè)期。

圖6    改進(jìn)后掛鉤結構示意圖

　?。?）熔化部熔化區胸墻結構：熔化區胸墻除了受火焰沖刷燒蝕和配合料飛料侵蝕外，還受到火焰換向時(shí)溫度發(fā)生波動(dòng)而產(chǎn)生的熱沖擊。胸墻在窯齡期往往因為燒蝕導致重心偏移，向窯內傾斜，減少窯爐的使用壽命。在立柱側的胸墻磚上鉆一個(gè)錨拉孔，用金屬耐熱鋼制作的錨拉桿勾住胸墻磚，固定于立柱翼板上，從而避免了胸墻磚向窯內傾斜，保證胸墻順利安全地運行整個(gè)窯齡作業(yè)期。改進(jìn)后的胸墻磚見(jiàn)圖7。

圖7    改進(jìn)后的胸墻磚結構示意圖

　　在分析研究熔化部、卡脖和冷卻部窯池和上部空間結構各部位在使用過(guò)程中損毀機理的基礎上，合理的選擇和配置耐火材料，同時(shí)通過(guò)對熔化部和冷卻部池壁、胸墻等結構設計的改進(jìn)，減輕了玻璃液、火焰和堿蒸氣、水蒸氣及配合料飛料對窯體沖刷的物理侵蝕和化學(xué)侵蝕，提高了熔化部、卡脖和冷卻部整體結構在運行過(guò)程中的安全性和穩定性，在提高窯爐熔化能力和玻璃液質(zhì)量的同時(shí)，也降低了窯爐的NOx排放濃度和熔化玻璃液的熱耗。改進(jìn)內容均在梯度增氧助燃玻璃窯爐上實(shí)施，目前窯爐運行狀況良好，主要技術(shù)經(jīng)濟指標均達到了預期的設計目標。