浮法玻璃熔窯蓄熱室墻體脹縫的留設(shè)方式

【中玻網(wǎng)】膨脹縫是指玻璃熔窯設(shè)計、施工過程中預(yù)留的熱膨脹間隙，即玻璃熔窯所使用的各種耐火磚材從施工時的常溫狀態(tài)到正常運行的高溫狀態(tài)過程中各種磚材發(fā)生的熱膨脹，為防止這種熱膨脹給熔窯帶來損傷和破壞而預(yù)先留設(shè)的熱膨脹間隙，簡稱脹縫。

　　玻璃熔窯中砌體脹縫留設(shè)的基本要求有三個方面，一是砌體脹縫的尺寸首先要滿足砌體膨脹的需要，同時不宜過大，以烤窯后脹嚴為宜;二是脹縫留設(shè)的位置應(yīng)避開受力部位、爐體骨架與孔洞，以免影響強度。脹縫以均勻分開留設(shè)為宜；三是所有脹縫內(nèi)不得留有影響砌體膨脹的雜物。某1000t/d燃氣浮法玻璃熔窯蓄熱室平剖面圖如圖1。在窯爐熔化部兩側(cè)設(shè)置兩個蓄熱室以預(yù)熱助燃空氣。目前，蓄熱室結(jié)構(gòu)大致可分為全分隔式與半分隔式兩種方式。該熔窯蓄熱室采用半分隔的方式。

　　整個蓄熱室總長為30874mm,總寬為6568mm,其內(nèi)寬為5180rmn，被隔墻分隔成5個區(qū)域分別對應(yīng)8對小爐用于碼砌格子磚，共有4道隔墻。四周墻體厚694mm,隔墻厚462mm。蓄熱室外側(cè)墻體對應(yīng)每個小爐處設(shè)有上下熱修門。

　　爐條碹以上，蓄熱室墻體高約12m，墻體耐火材料從下至上依次分為三段，耐火材料配置見表2

　　1.1奇數(shù)層墻體脹縫的留設(shè)

　　蓄熱室墻體奇數(shù)層局部排磚見圖2,四周墻體厚694mm(3磚厚），隔墻厚462mm(2磚厚）。圖中墻體外側(cè)232mm厚為保溫磚，其余部分為耐火磚。代號A為七寸頭，尺寸規(guī)格為171×114×65mm;代號B直形磚尺寸規(guī)格為230×84×65mm;代號C為刀把磚；代號D直形磚尺寸規(guī)格為230×171×65mm;余下沒有代號標識的為標磚，其尺寸規(guī)格為230×114×65mm。

　　圖2中可看出，奇數(shù)層蓄熱室四周墻體外部232mm厚保溫磚為丁磚排列，垛墻為耐火磚材七寸頭A與標磚混合砌筑，四周墻體靠內(nèi)462mm厚耐火磚砌筑方式為內(nèi)外為順磚排列，中間為丁磚排列。中間隔墻462mm厚耐火磚為兩排丁磚排列。

　　四周耐火磚墻體留設(shè)集中脹縫，為了保證蓄熱室的密封性,采用內(nèi)外錯縫，錯縫處采用耐火磚材七寸頭A與刀把磚C配合砌筑。蓄熱室中間隔墻通常不在隔墻墻體上留膨脹縫，而是將膨脹縫留在隔墻的兩端。每道端墻留設(shè)兩道集中脹縫，內(nèi)外側(cè)墻對應(yīng)每個小爐處留設(shè)兩道集中脹縫。

　　1.2偶數(shù)層墻體脹縫的留設(shè)

　　圖3為蓄熱室墻體偶數(shù)層局部排磚圖。與奇數(shù)層排磚相比，偶數(shù)層蓄熱室采用了不同的排磚方式。四周墻體外部232mm厚保溫磚砌筑方式為兩排順磚排列，四周墻體靠內(nèi)的462mm厚耐火磚砌筑方式則為兩排丁磚排列。中間隔墻462mm厚耐火磚為內(nèi)外磚排列，中間為丁磚排列形式。

　　四周耐火磚墻體留設(shè)集中脹縫同樣的也采用內(nèi)外錯縫，且集中脹縫留設(shè)的位置與奇數(shù)層墻體一致。對比奇數(shù)層墻體的砌筑，偶數(shù)層四周墻集中脹縫處為標磚，沒有采用七寸頭A與刀把磚C，減少了對耐火磚材的加工，降低了砌筑的難度。由于奇數(shù)層與偶數(shù)層墻體采用的是不同的排磚方式，使得上下每層磚材都是咬砌狀態(tài)，不會出現(xiàn)上下通縫的現(xiàn)象，保證了蓄熱室結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。與此同時，內(nèi)外錯縫集中脹縫的留設(shè)既保證了耐火磚在高溫下得以充分膨脹且不發(fā)生擠壞，又滿足了蓄熱室的密封性的要求不出現(xiàn)竄火現(xiàn)象。

　　蓄熱室墻體脹縫除圖3中示意的內(nèi)外錯砌外，一般四周墻體上下每隔2m進行左右錯砌，避免墻體留設(shè)的集中脹縫出現(xiàn)上下通縫。

　　1.3熱修門垛處墻體脹縫的留設(shè)

　　為了便于在生產(chǎn)過程中對蓄熱室格子體進行維護與檢修，在蓄熱室外側(cè)墻體與小爐對應(yīng)的地方設(shè)置上下熱修門。在上下熱修門碹碴磚高度貫面的墻體不留脹縫，防止碹碴磚松動而影響墻體強度。圖4為熱修門垛附近墻體集中脹縫處耐火磚局部排磚圖。

　　從圖4可知，奇數(shù)層墻體采用了內(nèi)外耐火磚順磚排列，中間為丁磚的方式。在集中脹縫處采用了七寸頭A、刀把磚C與直形磚D組合砌筑；而偶數(shù)層墻體則采用了兩排耐火磚丁磚排列的方式，全部采用了耐火磚標磚砌筑。

　　1.4脹縫留設(shè)的大小

　　耐火磚材受熱后膨脹，其膨脹量隨磚的材質(zhì)、加熱溫度、受外力大小、泥縫、磚材燒成工藝等情況而不同。通常膨脹縫的尺寸由公式計算:P=SLT，

　　式中：

　　P為膨脹縫尺寸(mm);

　　S為磚材線膨脹系數(shù)(T);

　　L為砌體長度(mm);

　　T為砌體承受的較高溫度(1)。

　　磚砌體膨脹縫的尺寸大小、構(gòu)造及分布位置均應(yīng)按設(shè)計要求留設(shè)。當設(shè)計對膨脹縫的數(shù)值沒有規(guī)定時，每lm長砌體膨脹縫的平均值為粘土磚砌體：5~6mm，高鋁磚砌體：7~8mm,硅磚砌體：12~13mm,鎂磚砌體為10~14mm，剛玉磚砌體：9~10mm。

　　耐火材料砌體的脹縫大小主要與耐火磚的熱膨脹系數(shù)以及所處溫度有關(guān)。蓄熱室墻體用耐火磚材質(zhì)多樣，使用溫度也各不相同,墻體脹縫應(yīng)根據(jù)墻體結(jié)構(gòu)和磚材不同分別留設(shè)。脹縫應(yīng)錯縫留設(shè)。由于蓄熱室墻體從下至上依次分為三段，為不同材質(zhì)的耐火磚材,而且高度不同，蓄熱室的溫度分布不同。因此,三段墻體集中脹縫留設(shè)的大小是不同的。

　　蓄熱室下段墻體為低氣孔粘土磚，內(nèi)外側(cè)墻每處集中脹縫值為15mm，前后端墻集中脹縫值為25mm，中間隔墻在兩端的脹縫值為25mm;中段直接結(jié)合鎂鉻磚（DMC-12)為堿性耐火材料，其熱膨脹系數(shù)隨溫度升高到1400℃表現(xiàn)為一種線性關(guān)系，并且不同的耐火磚材質(zhì)的膨脹系數(shù)在1.4%~1.8%以上，堿性磚的熱膨脹系數(shù)比低氣孔粘土磚要大且該段所處溫度要高，因此集中脹縫值較下段要大。內(nèi)外側(cè)墻脹縫值為20mm，前后端墻集中脹縫值為35mm,中間隔墻在兩端的脹縫值為40mm;上層為高純鎂磚（DM-98)，外側(cè)墻每處集中脹縫值為22mm,內(nèi)側(cè)小爐之間墻體脹縫值為15mm,前后端墻集中脹縫值為43mm,中間隔墻在兩端的脹縫值為45mm。