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耐火砖材料厂家对燃发生炉煤气马蹄焰熔窑的超大型设计与实践

编辑:耐火浇注料   时间:2021-03-31    浏览:   

在2021年3月31日星期三的关于燃发生炉煤气马蹄焰熔窑的超大型设计与实践的说法如下:

在生产工艺与装备中有这样两条规定:1应优先使用清洁能源。可选用优质煤制热煤气燃料,即用两段煤气发生炉气化含硫量小于0.5%、河南耐火砖灰分含量小于10%的优质煤生产的热煤气,通过热煤气管道直接送至玻璃熔窑燃烧;2以天然气、优质燃料油、优质煤制热煤气为主要燃料的玻璃熔窑规模应达到《日用玻璃熔窑的规模》各项指标要求(见表1)。在此形势下,山东景耀玻璃集团有限公司根据自身生产经验和发展需要,提出了建设超大型燃发生炉煤气马蹄焰熔窑生产高档轻量瓶的设想。我公司承担了此次超大型燃发生炉煤气马蹄焰玻璃溶密的设计,在超大型燃发生炉煤气马蹄焰技术方面做了有益的探索。

表1日用玻璃熔窑的规模

1、设计指标

2、熔窑结构设计

2.1长宽比

根据设计指标,确定熔化面积为138m2。由于熔窑面积过大,考虑到火焰的覆盖面积和发生炉煤气火焰的长度,为了保证良好的熔化和澄清效果,本次熔窑设计的长宽比为1.3。

2.2深度

本次熔窑设计在深度方面主要考虑了以下几个因素:

1.此次燃料采用发生炉煤气,热值在1500kCal/m3左右,火焰辐射强度较大,熔窑池底保温效果较好并且在池底设计了鼓泡,因此底层玻璃液温度较高。

2.此次业主方要求的熔窑熔化率较高,为了确保一定的周转量,须增加熔池内玻璃液的容量。

3.本熔窑生产棕色料,透热性较好。

4.此次熔窑生产高档轻量瓶。

5.此次生产线成型机配置高,机速快。

考虑到以上因素,为确保熔窑熔化质量和出料量,确定熔窑熔化区深度较深,澄清池下沉360mm。

2.3加料口与池壁

加料机釆用裹入式摆动加料机,根据加料机的加料能力及熔窑出料量,熔窑设置了两个加料口,双侧加料。加料口双侧扩展角度设计为10°、长度1800mm。为有效减少加料口的热损失及粉尘飞扬,加料口空间由内碹和外碹组成。

池壁采用整块优质ZrO236%级基本无缩孔熔铸锆刚玉砖,池壁保温采用我公司人员开发的一种玻璃熔窑用新型复合保温砖(专利号:ZL200920109796.9),留出池壁砖立缝。特别要指出的是加料口拐角砖不保温,通过冷却风直接冷却。

池壁砖冷却风量≥2700m3/h.m,出口风速>35m/s;加料口拐角砖冷却风量≥3600m3/h.m,出口风速>35m/s。

2.4池底

为减少热损失、节约能源,熔窑池底釆用多层复合池底结构,铺面砖120mm,AZS捣打料50mm。考虑到池底存在的向下钻孔、向上钻蚀现象,采购的AZS捣打料的化学组成和矿相组成必须与铺面砖基本相同,在1250℃能与铺面砖烧结成密闭不可分割的整体。施工时,必须将捣打料捣实减少气体率。

2.5鼓泡、窑砍

窑坎和池底鼓泡技术都是强化玻璃熔化的手段,窑坎的静态与鼓泡的动态两者相互辅助,可有效防止未熔化的料液流向澄清区,并能控制液流速度和提高池底温度,提高玻璃成分的均匀性。

窑坎选用优质ZrO241%级无缩孔熔铸锆刚玉砖,接缝经过精密研磨。窑坎设置在窑长3/4处,釆用双排错缝结构,距离池壁顶600x700mm。

鼓泡砖选用整块厚度为500x800mm的优质ZrO241%级无缩孔熔铸错刚玉砖,并增加了鼓泡周围铺面砖的厚度以增强抗耐侵蚀力。鼓泡砖底部用冷却风进行外强制冷却,以延长鼓泡砖的使用寿命和避免从鼓泡管处漏料。鼓泡与窑坎间距800x1000mm。鼓泡采用脉冲鼓泡,泡频控制在每分钟6~10个。

窑坎处池壁与周边池壁的顶钢需脱开,单独用顶丝控制。

鼓泡砖的冷却风量≥300m3/h.个。

2.6火焰空间

火焰空间宽度比熔化池宽度宽500mm左右,火焰空间容积为361.4m3,火焰空间热负荷4.2x104kcal/m3.h。

胸墙电熔砖采用的是旧电熔砖加工,厚度250mm,其余部位均釆用新砖砌筑。大碹釆用的是特级优质硅砖,碹厚500mm,碹中心角60度。大碹碹脚釆用双顶杆加固,并且下部顶杆位于碹脚砖中部靠下。

大碹砌筑时缝隙总量应上下一致,严禁上小下大,上下缝隙总量偏差不超过5%。所用硅质泥浆在出厂前必须用其将两块硅砖砌在一起,在1400℃以上的隧道窑或其他窑炉烧成,验证硅质泥浆烧成后的常温粘结强度,如两块砖未能牢固粘结在一起,则该批硅质耐火泥浆不能出厂使用。

2.7流液洞

流液洞采用下沉水平式结构。为了降低玻璃液对流液洞的侵蚀,流液洞与池壁砖拐角处不保温,用冷却风直接冷却,流液洞侧壁简单保温,并留出立缝。流液洞每块盖板砖单独加固并且不保温,流液洞盖板砖采用水冷却,冷却水量为20m3/h,压力大约0.3MPa。

2.8小炉

小炉的结构应确保火焰在熔窑内分布均匀,对玻璃液有较大的覆盖面,且具有一定的长度和刚性。本项目采用的燃料为发生炉煤气,设计小炉时主要考虑了以下因素:

1.合理的煤气与助燃空气的比例及混合程度有利于煤气充分燃烧;

2.合理的预燃室长度可以让煤气、空气充分混合;

3.合理的空气、煤气角度有利于火焰更贴近玻璃液面;

4.喷火口的宽度决定了火焰的覆盖面积,合理的宽高比既有利于扩大覆盖面也能减少对胸墙的冲刷;

5.熔窑生产棕色料,必须是还原性气氛。

考虑到以上因素,本熔窑小炉宽度为3400mm,高度为400mm,火焰覆盖率为66%。

2.9蓄热室

目前国内各个玻璃厂受环保影响,均在烟道上增加了烟气除尘、脱硫、脱硝装置,这套装置的使用对烟气温度有一定要求,常规情况下不能低于320℃,同时考虑到熔窑生产的维护以及厂房因素,本项目熔窑蓄热室釆用单通道结构。为提高助燃空气、煤气的预热温度,采用了较大的蓄熔比。为减弱高温、粉料对上层格子砖的侵蚀和堵塞,格子体采用筒形砖,同时空气与煤气格子体顶部均釆用高温镁锆砖。

3、耐火材料使用及材料利用情况

本次项目在设计之初就提出了要利用厂里旧砖材和旧钢材,在实际设计和砌筑时本着“安全可靠,节约投资”原则进行选材。主要材料选择如下:

4、烤窑,保温

本次烤窑保温采用热保的方式。

4.1烤窑前工作

烤窑升温前组织人员将窑内、挂钩砖间隙、碹脚间隙、小炉底板进行了严格、彻底的清理。同时将大碹,蓄热室顶碹清理干净。

检查顶丝是否可调。

在碹顶设置膨胀尺。记录并标记顶丝长度尤其是大碹和蓄热室顶碹顶丝。

用多晶莫来石纤维填塞挂钩砖间隙。

用陶瓷纤维毯遮盖碹顶、胀缝、池壁上部未保温处,流液洞盖板。

4.2升温及加料

烤窑升温共13天,其中100?300℃之间升温速率3℃/h,1000?1200℃之间升温速率5℃/h。熔窑在1350℃加碎玻璃,加料速度6?10t/h。

4.3碹顶保温

当熔窑大碹热电偶温度超过1250℃以后,开始撤掉碹顶覆盖的陶瓷纤维毯并观察碹顶胀缝情况,高铝砖特别注意砖缝中不能有任何异物存在。如果大碹砖出现阶梯缝隙必须及时处理,用硅质耐火泥浆干扫填充大碹烤窑过程中出现的微缝。碹顶胀缝用锆英石捣打料或者硅质捣打料分多次填塞、捣实,捣打料填充高度比大碹表面高20?50mm,防止串火。

5、结束语

超大型熔窑投资大,风险性高,对设计、材料、施工、生产管理要求极高。企业在建设超大型熔窑的时,必须在每个环节科学调动,不急功近利,不因小失大才能使熔窑有一个较高的周期熔化率。

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