工艺玻璃

延长浮法玻璃熔窑窑龄技术的应用

发布时间:2023/5/12 14:17:14   

安徽某玻璃集团有限公司浮法一线t/d熔窑于年进行技术改造。技改的原则是:瞄准国际水平,积极采用新技术、新工艺、新装备、新材料;一般部位采用国内最先进的技术,关键部位引进国外先进技术,控制系统采用分布式计算机控制和该公司专利技术——玻璃液面控制系统。使玻璃熔窑在追求质量的同时,逐步朝着低能耗、高热效、大规模、窑龄长的方向发展,缩短了与世界先进水平的差距。经几个月的技术改造,该公司于年11月一次点火投产成功,达到了预期目标。该技改项目被国家经贸委评为“优质技改工程”。至年9月20日放水冷修,该溶窑已安全运行了近8年,创造了国内同等规模和技术水平浮法熔窑使用寿命的新纪录。

1.技术方案论证

(1)设计合理的熔窑结构,提高熔化率

①加长1号小炉中心线到前脸墙间的距离,改变熔窑传统的操作温度制度

  我国传统的平板玻璃熔窑结构1号小炉与前脸墙距离太近,这种结构决定了1号和2号小炉的温度不能太高,而1号和2号小炉范围又正是配合料反应并形成硅酸盐的关键部位,需要大量的热量,因而这种熔窑结构势必要影响化料速度,使料山跑得远,一般泡界线跑到5号小炉,以致使4号和5号小炉燃烧温度过高,大碹局部烧蚀严重,影响熔窑的使用年限。在技术改造中,增加了1号小炉与前脸墙的距离,有利于提高1号和2号小炉的温度,增强配合料的预熔化,提高熔化率,并减轻飞料对蓄热室的侵蚀和堵塞。

  通过消化吸收国外先进熔窑设计、制作技术,该公司进行再创新自主设计制作了具有45°倾角的L型吊墙和卡脖吊墙钢结构,并通过大量调研,全套引进美国DETRICK公司的高质量砖材,首例自行设计制造的L型吊墙在国内窑炉上得到了使用,这种结构增强了投料池的预熔作用,提高了前脸墙的安全性,延长了熔窑的使用寿命。该公司原先采用的是普通拱碹结构,使用3年侵蚀就十分严重,无法保证使用5年以上,所以,在年冷修时采用了L型吊墙结构。使用L型吊墙可适当提高1号小炉温度,便于提高1号和2号小炉的热负荷,使配合料一入窑就得到强熔化,也能减少1号和2号小炉格子体的堵塞。同时因投料池越来越宽,传统的前脸墙结构在烤窑时易产生较大的变形,存在着发生内倾的危险,且易较快地被熔蚀,会缩短熔窑的使用寿命。用L型吊墙结构取代传统的前脸墙,除可增强熔窑配合料的预熔作用和加强窑炉的密封外,还能提高前脸墙结构的安全性,延长熔窑的使用寿命,降低能耗。

  卡脖空间分隔选用卡脖小吊墙,由于其底部与玻璃液面净空只有mm,能充分的阻隔冷却部和熔化部的气氛对流,从而避免了重复加热,在生产操作中也便于独立调控。

②采用浅池熔化结构,扩大澄清部面积,减小卡脖处火焰空间开度

  池深由1.5m减小至1.2m,同时在熔化部池底黏土大砖上新增了25mm捣打料和75mm铺面砖。浅池平底结构池窑中的玻璃液不动层相对较薄,从而减少了玻璃液的重复加热,有利于节能、保温和加强密封,减少了对玻璃液的污染,提高了玻璃质量。

  根据国外浮法玻璃生产的经验,熔化池深度普遍为1.2m。对于熔化量为t/d的熔窑,在其他条件相同的情况下,若将熔化池深度由1.5m改为1.2m,其对流量大约减少15%,则加热回流玻璃液所需的热量相应降低15%,节能效果非常显著。

  将熔窑6号小炉中心线至熔化部后山墙的距离由原来的11.1m增至14.1m,扩大了澄清部面积,保证了足够的气泡排出时间,有利于玻璃液更充分的澄清、均化。

  对应于澄清部的扩大,卡脖段也相应后移,由3m×4.5m改为5m×4m,同时在卡脖处设置一小吊墙,以隔断溶化部与冷却部的空间热量对流,卡脖处火焰空间开度从2.57m2减小至0.08m2,从而大大降低了熔化部温度与压力波动对冷却部的影响,有利于冷却部玻璃液温度控制和窑压微调措施的采用。

③选用先进的燃烧系统及控制系统

  玻璃熔窑的燃烧系统不仅决定着能耗的高低,更决定着熔窑的使用寿命和玻璃质量,为此,该公司引用TOLEDO燃烧技术,由原来的三区窑温控制改为燃油按每对喷枪配设流量控制回路定值燃烧,实施一支喷枪一个回路。并引进美国MICRO-MOTION质量流量计,配套DCS-分布式计算机控制系统,结合符合实际需要的设计思路、组态、编程,保证油量定值供应,实行总油量、总雾化蒸气量及总助燃风量比例调节,使重油燃烧更充分、窑内工况更合理。同时还采用该公司专利技术——玻璃液面控制系统,保证玻璃液面的稳定,减少由于液面波动产生的熔窑池壁侵蚀。通过以上系统的使用,极大地提高了各参数的控制精度和作业的稳定性,大大降低了熔窑热损失,提高了热效率和熔化质量,减缓了对窑体的侵蚀,延长了熔窑的使用寿命。

④采用薄层连续投料,扩大投料面积

  将传统的垄型投料改为先进的连续薄层投料,扩大投料面,使配合料送人熔窑后覆盖面大且层薄,配合料可从火焰吸收更多的热量,加速配合料的熔化,从而提高熔化率。

⑤池壁采用整块大砖

  国产熔窑池壁砖除了液面处因为三相交界有“挖坑式”的严重侵蚀外,在池壁砖的接缝处侵蚀也很严重,特别是水平缝比垂直缝的侵蚀更为严重。为了解决这一问题,该公司突破国内传统的设计,结合国外生产工艺,在熔窑整个窑池深度上使用整块池壁砖。与传统的多层池壁砖结构相比,延长了熔窑池壁砖的使用寿命,玻璃质量也得到了提高。

(2)采用熔窑全保温技术

  除了冷却部池底之外,对熔窑大碹、胸墙、池壁、池底、小炉、蓄热室等部位,改进熔窑保温结构的设计,在国内首批采用全保温设计最新技术工艺,根据熔窑不同部位的不同要求,选用新型的密封材料和保温材料。

(3)运用热风烤窑技术,保证熔窑的长期运行

  熔窑烘烤的好坏直接关系到熔窑的使用寿命,而传统的烤窑方法严重制约了熔窑的使用寿命。当时热风烤窑技术在国际上刚刚兴起,是一种先进的烤窑方式,能彻底改善传统的烤窑方法的不足。它利用柴油热风枪升温,热气流呈正压充满熔窑,温度控制稳定,砖材受热均匀,晶格转换充分,对延长熔窑的使用寿命具有非常重要的作用。依靠该公司多年来烤窑实践的经验积累,同时在消化吸收国外技术的基础上,制定了科学的热风烤窑技术方案,并首次将该技术成功运用于t/d浮法线上,保证了该公司熔窑的烘烤质量,为熔窑的安全运行提供了良好的条件。

2.总体性能指标

  该公司年的浮法生产线冷修技术改造,由于采用成熟可靠的新技术、新装备、新材料和引进消化的单项技术,使窑龄达到近8年,在国内玻璃行业处于领先水平。综合分析评价其各项技术经济指标(表3.12.2),要想赶上世界先进水平还必须进一步提高浮法生产线熔窑的整体水平,尤其是窑体耐火材料的选用、设计水平以及生产工艺和控制水平的提高等。这需要大胆引进国外先进技术及装备,学习借鉴国外的先进经验并不断创新,才能缩短与世界先进水平的差距。

分析点评

  玻璃熔窑是玻璃企业的心脏。对于玻璃熔窑的设计,是否敢于冲破传统的设计思路,采用具有自主知识产权的新技术,关键工程子项引进国外新技术,积极消化、吸收、融合当代最先进的成熟技术,直接关系到玻璃的产量、质量及熔窑的使用寿命。目前,国际上先进水平的熔窑运行寿命为年,我国玻璃熔窑的整体水平近年来虽然有了较大提高,但与世界先进水平相比,仍存在着很大的差距。在全国玻璃行业同规模、同类型、同材质熔窑中,浮法线最长窑龄只达到5.4年。该公司t/d浮法玻璃生产线经过年的技术改造,正常生产运行近8年,除达到了设计生产能力、降低了能耗之外,在窑龄上也实现了新突破,取得了巨大的成功,效果显著。一些新技术、新工艺在t/d浮法窑的大胆尝试,也为全行业提供了可借鉴的经验,为全行业在节能降耗、延长窑龄、节省投资等方面,做出了重要贡献。



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