??? 目前，我國(guó)玻纖工業(yè)已完全打破了國(guó)外對(duì)池窯拉絲成套技術(shù)的壟斷，實(shí)現(xiàn)了有中國(guó)特色的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的池窯拉絲成套技術(shù)與裝備國(guó)產(chǎn)化的總體戰(zhàn)略目標(biāo)，池窯拉絲工藝已成為我國(guó)玻纖工業(yè)的主導(dǎo)技術(shù)，是我國(guó)玻纖工業(yè)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。2006年池窯拉絲產(chǎn)量達(dá)到89.12萬(wàn)噸，占全國(guó)玻纖總產(chǎn)量的 76.78％；2007年池窯拉絲產(chǎn)量達(dá)116萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)30.16％。今天河南耐火材料廠介紹下電子級(jí)玻纖池窯的耐火磚材、砌窯及烤窯技術(shù)?。???

?? 池窯拉絲工藝具有產(chǎn)量大、成本低、質(zhì)量好、自動(dòng)化程度高及節(jié)約能源等一系列優(yōu)異特性。池窯拉絲工藝，不僅能滿(mǎn)足生產(chǎn)增強(qiáng)型玻璃纖維產(chǎn)品的要求，還能滿(mǎn)足生產(chǎn)普通紡織型玻璃纖維產(chǎn)品的要求，尤其是能滿(mǎn)足生產(chǎn)高檔電子級(jí)玻璃纖維產(chǎn)品的特殊工藝要求。
??? 電子級(jí)玻璃纖維在拉絲過(guò)程中，對(duì)玻璃熔制質(zhì)量要求很高，它要求玻璃液中基本上沒(méi)有肉眼可見(jiàn)的微氣泡，接近準(zhǔn)光學(xué)玻璃的質(zhì)量。而池窯拉絲采用的單元窯正是熔制優(yōu)質(zhì)玻璃的唯一合理的窯型結(jié)構(gòu)。
??? 單元窯具有狹長(zhǎng)窯型，其長(zhǎng)寬比一般都在3.5：1左右。玻璃液從配合料熔化、澄清到均化經(jīng)歷的時(shí)間，是其它窯型的2～3倍。單元窯還在熔化部配置了多對(duì)小 流量重油燃燒器，很容易控制窯爐的縱向溫度分布。它可以根據(jù)玻璃熔化及澄清的工藝要求，分段進(jìn)行調(diào)節(jié)。這是其它窯型的池窯無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
??? 另外，單元窯普遍采用金屬換熱器預(yù)熱助燃空氣，不需要換火操作，而且窯溫、窯壓、玻璃液面都采用自動(dòng)控制。投料機(jī)采用變頻調(diào)速電機(jī)連續(xù)自動(dòng)投料。因此，單元窯的生料覆蓋區(qū)、熔化區(qū)、澄清區(qū)及窯爐內(nèi)各溫度控制點(diǎn)的熱工參數(shù)，都是所有窯型中最穩(wěn)定可靠的。正因?yàn)閱卧G具有上述一系列優(yōu)異特性，所以，它已成為國(guó) 內(nèi)外玻纖行業(yè)普遍采用的窯型結(jié)構(gòu)。
??? 據(jù)悉，國(guó)外生產(chǎn)紡織型玻璃纖維的單元窯，其運(yùn)轉(zhuǎn)壽命為8～10年，生產(chǎn)增強(qiáng)型玻璃纖維的單元窯，其運(yùn)轉(zhuǎn)壽命可達(dá)10～12年。
??? 影響單元窯運(yùn)轉(zhuǎn)壽命的主要因素是窯爐設(shè)計(jì)中對(duì)耐火磚材的正確選擇；窯爐砌筑中的合理砌筑技術(shù)；烤窯時(shí)采用的升溫速率與時(shí)間及生產(chǎn)運(yùn)行中對(duì)窯爐熱工參數(shù)的最佳確定與完善的維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)。
??? 現(xiàn)將以上幾點(diǎn)主要因素分別詳述于下：
??? 一、耐火磚材的選擇
??? 單元窯是池窯拉絲生產(chǎn)廠家的“心臟”，其選用耐火磚材質(zhì)量的好壞，對(duì)提高玻璃纖維產(chǎn)品質(zhì)量、增加產(chǎn)量、節(jié)約燃料、降低成本及延長(zhǎng)窯爐運(yùn)轉(zhuǎn)壽命，起著非常關(guān)鍵的作用。
??? 耐火磚材在窯爐內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間受到高溫、溫度急劇變化及火焰、粉料、玻璃液的物理化學(xué)侵蝕與機(jī)械沖刷作用，緩慢剝落入玻璃液內(nèi)，以致給玻璃液帶來(lái)氣泡、波筋及耐火材料結(jié)石等各種弊病，使拉的生產(chǎn)發(fā)生困難。
??? 當(dāng)耐火磚材被侵蝕剝落到一定程度時(shí)，單元窯就無(wú)法維持正常拉絲作業(yè)，必須立即停窯進(jìn)行冷修。為此，從玻璃熔化質(zhì)量、拉絲產(chǎn)量及窯爐的運(yùn)轉(zhuǎn)壽命等各項(xiàng)要求來(lái)看，單元窯的耐火磚材必須具有足夠的耐高溫性能，耐溫度急變性能及抵抗玻璃液、爐內(nèi)氣氛、火焰及粉料侵蝕與沖刷的性能，對(duì)玻璃液基本上沒(méi)有污染或污染極小、透氣性低、熱損失小及高溫下必要的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等性能。
??? 鑒于單元窯在不同的結(jié)構(gòu)部位有不同的熱工要求，故在單元窯的設(shè)計(jì)中，對(duì)窯體的不同部位要選用不同的耐火磚材，以滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求并降低窯爐造價(jià)。
??? 單元窯各結(jié)構(gòu)部位選用的主要耐火磚材如下：
??? 1. 致密氧化鉻磚
??? 據(jù)國(guó)外專(zhuān)題報(bào)道，致密氧化鉻磚具有最佳抗高溫E玻璃液侵蝕性能，尤其可貴的是，其被侵蝕物剝落基本上對(duì)玻璃液不造成污染。所以，已成為E玻璃單元窯的主要耐火磚材。
??? 據(jù)稱(chēng)，這種致密氧化鉻磚采用等靜壓法成型。它是將礦石磨成微粉，再采用噴射干燥法，進(jìn)行均化處理后制成的。微粉中不含任何有機(jī)的或其它粘結(jié)組分，然后將均化料裝入一個(gè)特制的橡膠膜袋，排出空氣后扎緊；再裝入壓力容器，并用液壓泵泵入壓力缸。由此產(chǎn)生的壓力可達(dá)200MPa，并且各個(gè)方向相等，故稱(chēng)為等靜壓法。用這種新工藝制成的坯料，其致密度非常高，并且很均勻，即使沒(méi)有焙燒，也沒(méi)有任何粘結(jié)劑，卻已堅(jiān)硬到可以進(jìn)行切割、鉆孔或進(jìn)行其它機(jī)械加工的程度。
??? 這種致密氧化鉻磚含 Cr₂O₃96％，TiO₂4％，容重為4.5g/cm³，顯氣孔率10％，常溫耐壓強(qiáng)度300N／mm²，荷重軟化點(diǎn)1700度，耐火度42SK，可逆熱膨脹率在1000度條件下為0.75％，導(dǎo)熱系數(shù)在1200度條件下為3.55W／mk，電阻率在1500度條件下為56歐·cm，其最高使用溫度可達(dá)1800度。
??? 由于致密氧化鉻磚具有上述優(yōu)異物化性能，故在單元窯中常用于與高溫玻璃液接觸部位，如熔化部池壁、池底及主通路（包括澄清部與過(guò)渡通道）池壁，還有主通路地底的爬坡磚（流料槽）及廢氣入口通道等部位。
??? 這種致密氧化鉻磚的常用牌號(hào)有：美國(guó)CORHART耐火材料公司生產(chǎn)的C－1215、C－1215z、CR一100等。德國(guó)VGT－DYKO工業(yè)耐火材料公司生產(chǎn)的CR95-wa及日本品川耐火材料株式會(huì)社生產(chǎn)的UC-PC-95等等。
??? 2. 致密氧化鋯磚
??? 致密氧化鋯磚的抗高溫E玻璃液侵蝕性能略低于致密氧化鉻磚。
??? 該磚的化學(xué)成份為ZrO₂65％，SiO₂34％，容重為4.25g/cm³，顯氣孔率2％，常溫耐壓強(qiáng)度100N／mm²，荷重軟化點(diǎn)1700度，耐火度40SK，可逆熱膨脹率在1000度條件下為0.50％，導(dǎo)熱系數(shù)在1200度條件下為3.6W／mk，其最高使用溫度為1700度。
??? 致密氧化線磚在單元賽中常用作與低溫玻璃液接觸部位及致密氧化銘磚的背襯磚，如熔化部池底磚、投料口上方兩側(cè)的間隙磚、澄清部池底磚、主通路池壁的背襯磚及作業(yè)通路池底磚等。
??? 致密氧化錯(cuò)磚的常用牌號(hào)有：美國(guó)CORHART耐火材料公司生產(chǎn)的ZS－1300、ZS－1500、ZS－83。ZS－78等。德國(guó) VGT－DYKO工業(yè)耐火材料公司生產(chǎn)的ZS65wa，日本品川耐火材料株式會(huì)社生產(chǎn)的UC－Z＼UC－CZ、UC－CZB，以及我國(guó)廣州嶺南耐火材料有限公司生產(chǎn)的HDZS、DZS等。
??? 此外，德國(guó)VGT－DYKO工業(yè)耐火材料公司還研制開(kāi)發(fā)了一種新型粗粒結(jié)構(gòu)致密氧化鋯磚。普通致密氧化鋯磚的基本原料，采用粒度約0.5mm的天然鋯砂，而粗粒結(jié)構(gòu)致密氧化鋯磚則需加入一定比例的粒度約5mm的粗粒鋯砂。
??? 這種粒度的天然鋯砂是沒(méi)有的，該公司采用等靜壓和燒結(jié)的方法，專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)這種粗粒鋯砂。加入一定比例的這種粗粒鋯砂后，大大改善了磚材內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，進(jìn)而顯著提高了磚材的耐急冷急熱性能和抗玻璃液侵蝕性能。
??? 該磚的化學(xué)成分、荷重軟化點(diǎn)、耐火度及最高使用溫度，均與致密氧化鋯磚相同，但其體積密度（容重）為3.75g/cm³，顯氣孔率為17％，可逆熱膨脹率在1000度條件下為0.45％，導(dǎo)熱系數(shù)在1200度條件下為2.39W／mk。由于該磚有極佳的抗熱震性能，故可廣泛應(yīng)用于單元窯上部結(jié)構(gòu)及拉絲漏板托磚。該磚的牌號(hào)為ZS65ak。
??? 3. 標(biāo)準(zhǔn)鋯磚
??? 該磚的化學(xué)組成為ZrO₂ 66.2％，Al₂O₃ 0.1％，SiO₂ 33.1%，Fe₂O₃ 0.1%。其容重為3.73g/cm³，顯氣孔率為17.6％，冷態(tài)液壓強(qiáng)度為850kg/cm³，在1000度條件下的熱膨脹率為0.48％，在2kg/cm²條件下的荷重軟化溫度大于1650度。
??? 該磚主要用作致密氧化鋯磚的背襯磚、火焰空間的觀察孔磚、投料口墻碹磚、碹腳磚，主通路、支通路的火焰空間包括頂蓋磚及燒嘴磚，還有燒嘴磚與莫來(lái)石磚的過(guò)渡磚及窯爐兩側(cè)的間隙磚等。
??? 日本品川耐火材料株式會(huì)社生產(chǎn)的該磚牌號(hào)為ZBK-L。
??? 4. 燒結(jié)莫來(lái)石磚
??? 該磚的化學(xué)組成為Al₂O₃大于74％，SiO₂22.2％，其容重大于2.5g/cm³，顯氣孔率小于18％，耐火度大于37SK，耐壓強(qiáng)度大于700kg／cm²，在2kg/cm²條件下的荷重軟化溫度大于1650度，在1000度條件下的熱膨脹率小于0.6％。
??? 該磚的主要用途是標(biāo)準(zhǔn)鋯磚的背襯磚、窯爐的墻、前端墻（即與主通路之間的隔墻）、通路煙道內(nèi)襯磚、大碹的碹腳及放料口外層磚、換熱器入口煙道的外墻磚與廢氣通路磚等。
??? 此外，熔融莫來(lái)石磚還可用作窯爐大碹、胸墻及擋料磚來(lái)?燒結(jié)莫來(lái)石磚的常用牌號(hào)有：日本品川耐火材料株式會(huì)社生產(chǎn)的03A4，德國(guó)VGT－DYKO工業(yè)耐火材料公司生產(chǎn)MU75AF。
??? 5. 電熔鋯剛玉磚
??? 該磚的化學(xué)組成為：ZrO₂ 34％，Al₂O₃ 49.2％，SiO₂ 15.9%。其容重為3.85g/cm³，顯氣孔率為0.45%，冷態(tài)耐壓強(qiáng)度為3000kg/cm³熱膨脹率為0.2％。
??? 該磚的主要用途是熔化部燒嘴磚及投料口磚。日本東芝株式會(huì)社生產(chǎn)的該磚牌號(hào)為S－3。
??? 6. 電熔鉻剛玉磚
??? 該磚的化學(xué)組成為：Cr₂O₃ 28.3％，Al₂O₃ 58.3％，MgO 6％，Fe₂O₃ 52％。其容重為3.4g／cm³，顯氣孔率43.％，冷態(tài)耐壓強(qiáng)度為2000kg/cm³，熱膨脹率為0.17％。
??? 該磚的主要用途是換熱器入口處的煙道磚。日本東芝株式會(huì)社生產(chǎn)的該磚牌號(hào)為K－3。
??? 7．耐火粘土磚
??? 該磚的化學(xué)組成為：SiO₂ 52％，Al₂O₃ 44％，Fe₂0₃ 1.2%。其容重為2.15g/cm³，顯氣孔率19%，耐壓強(qiáng)度為500kg／cm²，在1000度的條件下，其熱膨脹率為0.5％，在2kg／cm²條件下的荷重軟化點(diǎn)為1420度。
??? 該磚在單元窯砌筑中，主要用作致密氧化鋯磚的背襯磚。日本大阪株式會(huì)社生產(chǎn)的耐火粘土系列磚的牌號(hào)有：NFOTEX－34，NEOTEX－32，NEOTEX－30及NEOTEX－PX－30等。
??? 8．耐火保溫磚
??? E玻璃單元窯，要求有極佳的絕熱保溫層，以提高其熱效率。為此，常用低氣孔率粘土磚、曾通粘土磚、粘土質(zhì)保溫磚、氧化鋁與高鋁類(lèi)泡沫保溫磚及硬質(zhì)硅鈣板作致密鋯磚、標(biāo)準(zhǔn)鋯磚及莫來(lái)石磚、耐火粘土磚的外層保溫材料。
??? 此類(lèi)耐火保溫材料，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)均能滿(mǎn)足單元窯的使用要求。
??? 二、窯爐的砌筑技術(shù)
??? 當(dāng)正確選擇耐火磚材后，嚴(yán)格的砌筑質(zhì)量就是窯爐運(yùn)轉(zhuǎn)壽命的決定因素。
??? 為了滿(mǎn)足窯爐對(duì)磚材砌筑尺寸和窯體平整度的要求，窯爐內(nèi)壁耐火磚都要進(jìn)行砌磨。此外，窯爐襯磚之間膨脹縫的合理預(yù)留及各種耐火泥的正確選用，也是窯爐砌筑的極重要環(huán)節(jié)。
??? 現(xiàn)將窯爐各部位砌筑技術(shù)詳述如下：
??? 1．大拱砌筑
??? 窯爐大拱是整座窯爐的關(guān)鍵部位，是窯爐的核心，也是窯爐最薄弱的環(huán)節(jié)，必須精心設(shè)計(jì)，穩(wěn)妥施工。
??? （1）鋼骨架?chē)?yán)格驗(yàn)收
??? 要求鋼主柱間的跨距一致，自身呈垂直狀態(tài)，誤差小于5mm。在支木模以前應(yīng)仔細(xì)測(cè)量，而且采取臨時(shí)加固措施，使立柱臨時(shí)固定直至砌筑完畢方可拆去，仔細(xì)調(diào)正鋼拱腳梁，保證跨距水平尺寸及角度符合設(shè)計(jì)要求。
??? 拱腳梁與立柱及托板之間應(yīng)接觸良好。拱腳梁調(diào)整好后可用點(diǎn)焊固定，砌完磚后再割開(kāi)，以保持其自然狀態(tài)。
??? （2）磚材加工
??? 為了確保拱磚之間接觸平整，所有拱磚的大面，都要在銑床上進(jìn)行機(jī)械加工，使其誤差小于0.3mm，以確保砌筑平整，外形一致。
??? （3）木模制作與安裝
??? 大跨度木模制作，通盤(pán)考慮拱片的外形與拱片間的距離，木條的尺寸及支撐的設(shè)置。待木模拱片就位后，頂及兩邊先用木條連成整體，找準(zhǔn)高、中心線及水平度，確認(rèn)無(wú)誤后，再釘上全部板條，并復(fù)核中心線及標(biāo)高，再用半個(gè)拱面長(zhǎng)的卡板，來(lái)檢查拱面弧度，其間隙不得超過(guò)1mm。
??? （4）拱頂砌筑
??? 砌大拱的時(shí)候應(yīng)排在小爐砌完底之后，利用小爐平臺(tái)為上料的通道。砌筑時(shí)應(yīng)按配磚順序，從兩邊同時(shí)往中間砌，砌筑速度要一致。從拱的膨脹縫不加工的一端，往加工的一端順行砌筑。應(yīng)先預(yù)排，再刷耐火泥，并用木靠尺和卡板，隨時(shí)檢查砌體的平直度。
??? （5）緊拉條
??? 大拱砌完后，要立即緊拉條，然后再拆木模。緊拉條前，要去掉鋼骨架的臨時(shí)加固裝置。通過(guò)觀測(cè)拱頂在受到拉條水平拉力后向上隆起的距離，來(lái)判定拱頂?shù)氖芰Υ笮　?SPAN lang=EN-US>
??? 緊拉條時(shí)，要在拉條兩端同時(shí)擰緊螺絲，但不能一次擰緊，而是從頭到尾反復(fù)多次逐次進(jìn)行。當(dāng)拉條擰緊到理想的松緊程度時(shí)，即停止擰緊，但要保持8小時(shí)的觀察時(shí)間。若拉條松緊程度（表現(xiàn)為一定的讀數(shù)），不出現(xiàn)大的波動(dòng)時(shí)，才可拆去模板。
??? 2．胸墻及池壁砌筑
??? （1）胸墻系二類(lèi)砌體，砌筑前要仔細(xì)檢查工字鋼立柱，巴掌鐵和托板的安裝情況。從縫不得大于2mm，灰漿應(yīng)飽滿(mǎn)。
??? （2）砌上間隙磚時(shí)，每塊磚都用木錘打?qū)?。砌下間隙磚時(shí)，下間隙磚及上面的護(hù)磚要求用剛玉磚干砌，每塊磚間隙應(yīng)當(dāng)有3mm左右。
??? （3）池壁磚通常為干砌。干砌池壁磚要求平直，池壁上平與掛鉤磚的間隙，必須保持一定的距離。磚縫允許厚度為2mm左右，上下磚縫要求錯(cuò)開(kāi)。
??? （4）池壁拐角處必須碼成直縫，嚴(yán)禁咬磋。
??? 3. 小爐砌筑
??? （1）小爐砌筑應(yīng)嚴(yán)格檢查標(biāo)高尺寸，小爐上升道的各中心線應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定的基準(zhǔn)線放線，其誤差不得超過(guò)5mm，每對(duì)小爐中心線應(yīng)同窯爐中心線嚴(yán)格保持垂直。
??? （2）小爐砌筑時(shí)，斷面尺寸必須準(zhǔn)確，小爐外形四角整齊以便鋼結(jié)構(gòu)的安裝。
??? 4．窯底砌筑
??? 窯底磚應(yīng)從縱向中心線向兩側(cè)砌，必須與扁鋼錯(cuò)開(kāi)，上下層不能對(duì)縫。
??? 5．煙道砌筑
??? （1）煙道底的最上層橫砌，使長(zhǎng)磚縫與氣流方向垂直，并由煙道中間向兩端進(jìn)行；采用TV類(lèi)砌體，煙道也采用TV類(lèi)砌體。每2m預(yù)留膨脹縫一道。煙道底應(yīng)考慮縱向脹縫及橫向脹縫。
??? （2）煙道各處應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝要求及設(shè)計(jì)要求，正確留觀測(cè)孔、清掃孔及防爆孔等。
??? 三、窯爐升溫作業(yè)技術(shù)
??? 烤窯升溫作業(yè)制度的正確與否，不僅是影響窯爐正常運(yùn)轉(zhuǎn)壽命的重要因素，而且直接關(guān)系到今后的拉絲作業(yè)是否穩(wěn)定。
??? 烤密通常采用輕質(zhì)柴油作燃料，待烤到一定溫度后，熔化部改用重油，通路改用液化石油氣。一般情況下，烤窯約10天后即可過(guò)大火。窯爐過(guò)大火后，次日即可向 窯底投放相同化學(xué)成分的玻璃塊（即熟料）。再隔2天，就可通過(guò)投料機(jī)向熔化部投入玻璃配合料（即生料）。此后2～3天，即可啟動(dòng)漏板開(kāi)始放料。
??? 待將含有窯爐砌筑時(shí)帶入窯內(nèi)的耐火磚渣及耐火泥顆粒等污染物的玻璃液排除干凈后，拉絲漏板即可開(kāi)始正常拉絲，此過(guò)程約需2～3天。
??? 現(xiàn)將窯爐熔化部及通路的常規(guī)升溫速率及烤窯時(shí)間曲線分別列表見(jiàn)下圖。

?? 河南耐火材料廠 http://www.zzhoudd.com/

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