玻璃熔窑耐火材料竣工后的正确烘炉方式和烘炉保温过程

玻璃熔窑烘窑

熔窑的烘烤是一个非常重要的环节。采用热风烤窑时,一定要走出快速烤窑的误区。以前有的厂家3天放大火，结果是砖体炸裂得一塌糊涂，窑体变形严重。这种做法是违背了各种耐火材料的客观规律所致。耐火材料大都是热的不良导体，比如硅质材料的导热系数是钢材的1/50。热传导都有一个过程,需要一定的时间，前后温差才尽可能小。再加上有的耐火材料自身还存在晶型的转变。晶型的转变往往伴随着体积的变化。若升温速率太快,高温端产生相变、发生体积变化，而外端面温度较低而没有发生相变，就要阻滞它体积变化，这时就会产生应力，当应力大于它自身的强度时,就产生裂纹而释放应力。

现在许多熔窑烤窑时，注意了硅质材料的晶型转变及相对应的温度，却忽略了电熔锆刚玉砖的晶型转变及对应的温度，含31%〜33%ZrO2的砖…,在900〜1200℃间有反常膨胀现象，这是由于ZrO2单斜晶型逆向转变为ZrO2正方晶型造成的。我们在烤窑时发现电熔锆刚玉砖在放大火后普遍炸裂，除电熔锆刚玉砖在生产过程中保温退火不好而产生较大应力外，大都与放大火后升温速率太快有关。

放大火后温度急剧上升，特别是燃发生炉煤气的熔窑，放大火后，由于煤气量、煤气压力不好调节，加上放大火初期，防止煤气爆炸等问题,因而炉温很快就上升250~350℃，造成电熔锆刚玉砖在放大火后普遍炸裂。燃发生炉煤气烘烤的熔窑,虽然貌似热风烤窑，但是整个烤窑期间熔窑窑内压力起不来，燃烧后的废气主要聚集在熔窑上部空间，对流和传导传热效果都很差，因此炉盖800℃或900℃时(用发生炉煤气烤窑,不但温度波动大,而且要升到900℃以上比较困难)，熔化池中下部温度要低150〜200℃。我们放大火一般都在1000℃以上，我们用天然气或柴油烤窑时，窑内压力很大，温度场很均匀,炉盖纵向前后各点温度相差都不会超过3℃，蓄热室两侧温差也不会超过3℃。用发生炉煤气烤窑,表面看节约了10〜20万元燃料费，但实际上对溶窑的损害绝不是10~20万元可以弥补的。

正确烘炉方式

下面推荐国外某著名窑炉公司的烤窑升温曲线(见表1)。它的长处是不仅考虑了硅质材料、33号电熔锆刚玉砖的晶型转化温度,还考虑了41号电熔锆刚玉砖的晶型转化温度，在1300~1350℃时，其升温速率为3℃/h左右。

通过实践，若能严格按照该升温曲线升温，电熔锆刚玉砖的炸裂会大大减轻，熔窑的烤窑质量会很好。

正确的烘炉保温过程

熔窑砌筑竣工后，接下来是熔窑的烘烤过程。在熔窑烘烤前要明确炉盖的保温问题，炉盖是冷态保温(简称“冷保”)或是热态保温(熔窑烘烤到1500℃以上即将生产时才开始保温，简称“热保”)。目前在行业中还存在上述两种做法。

行业二十多年前传统作法都是“热保”，等熔窑烘烤到1450℃以上时才开始保温,这样可以看到炉盖是否发生“掉砖”现象，若有“掉砖”也便于处理。上海某大型玻璃厂烤窑时,在冷态就将炉盖保温砌好,只预留炉盖中间约1m多宽的地方暂不砌保温(烤窑结束后再做保温)，而盖上硅酸铝纤维毡，其目的是尽可能降低该部位砖体上下端温差又便于检查。因为在烤窑过程中，炉盖受热膨胀而产生的裂缝主要集中在炉盖中间部位,在烤窑过程中，用铁钩将陶瓷纤维板钩开就可以检査炉盖裂缝的情况，烤窑结束后将中间部位的陶瓷纤维板打扫干净,然后灌浆(或灌填很细的石英砂粒、或硅质耐火泥)，最后将中间部位的保温材料鈿好。

这种做法当时也是冲击我们的传统思维及行为准则,参观时我们就有万一炉盖发生碹砖“掉砖”掉砖现象怎么办的困惑。事后经历反复比较,终将其原理想通。炉盖在冷态保温后，炉盖在烤窑过程中内外温差小，上下膨胀均匀,这样反而不容易发生碹砖“掉砖”掉砖现象(我们认为用“打浆法”砌筑砖缝较大是前题条件)。而“热保”虽然烤窑时炉盖上也盖了陶瓷纤维板,但毕竞保温较薄,上下温差很大,特别是将陶瓷纤维板揭开清扫炉盖后,炉盖内外温差上1000〜1200℃。在这种状态下将炉盖保温层做好后，炉盖表面温度会迅速升高，外端部(外弧线)会发生较大的膨胀量，而内端面整个膨胀基本到位，外弧的膨胀量应该是让上端面的裂缝来吸收,但这些裂缝被石英砂粒或硅质耐火泥填充掉了，若此时松顶丝,炉盖可能形成“下张口”(见图1)。

若不松顶丝，就会形成炉盖上升，形成轻微的“上张口”，只是被炉盖保温遮掩住了，没法看见而己。整个熔窑顶丝、夹具的受力就会发生较大变化。特别是炉盖保温时,碹顶爬高标志己经拆除(即使不拆除也会发生碰撞移位而失去指导作用)，由于没有压力搬手及其他检测设备,只凭人的感觉是不完全可靠的，各部位的受力情况是不一致的，受力不均就会产生应力，这对砖体的寿命是有影响的。另外“热保”时,环境温度过高，炉盖上的热空气、辐射热使人有窒息感，脚下的热传导，劳保皮鞋烤变形，脚烫、汗流浃背，工人上到炉盖上是呆不住的,上去马上就想下来，这种工作环境,炉盖的保温工作是不可能做得很仔细的。

通过实际的工作经验及大量的案例比较,炉盖“冷保”比“热保”效果更好，出问题的几率更小(若出现炉盖透火，有相当部分原因是同排砖前后砖缝泥浆不饱满造成的)，寿命更长，例如，四川某企业115m2熔窑炉盖就是“冷保”，已经用了快13年，现在从外表面上,仍然很好，没有发生过透火、穿火现象。