浮法玻璃熔窑大拱砖结构及其砌筑施工

熔窑作为玻璃生产的三大热工设备之首, 是浮法玻璃生产的关键设备, 而熔窑大拱又是整个熔窑的心脏, 它的特殊性在于跨度大、整体长、耐火材料量大, 在生产过程中承受着高温气流的影响而发生不定性的热膨胀, 它施工质量的好坏将直接影响到窑炉的寿命、混合料的熔解程度、浮法玻璃的成品率及优良品率。本文是总结数十条浮法玻璃熔窑施工经验的基础上而编制的, 可指导各种玻璃熔窑大拱的砌筑施工。

本方法具有工艺先进、实用, 可操作性强, 施工效率高等特点。对大拱木模制作和拱砖砌筑采取的控制措施, 解决了拱砖锁砖受力不匀、易出现“抽签、漏火”现象的难题。

1 施工方法

1.1 工艺原理

利用精度可靠的检测器具和科学合理的施工工艺对大拱木模制作安装和大拱砌筑的安装质量进行严格控制, 以设置各种控制线来保证每一环拱砖的砌筑质量, 从而确保浮法玻璃熔窑大拱的安装质量。

1.2 施工工艺流程及操作要点

1.2.1 木模的制作安装工艺流程

木模的制作安装工艺流程:材料购置→放样→放线下料→组对检查→现场安装→检查、调整→ (砌筑) →木模拆除。

(1) 木模的用材上一般采用红松, 按设计要求提前解开烘干, 存放在防雨防潮的地方。制作木模不得使用有节疤、开裂的木材。

(2) 制作前应根据设计图纸给出的拱跨、拱高等参数计算确定拱半径和圆心角, 然后根据拱半径和圆心角在平台上放样, 进行下料制作。

木模制作过程中需要注意的事项。

(1) 认真熟悉图纸, 计算出拱的跨度、拱高及半径。一般情况下图纸只给出拱跨2b、拱高a或给出拱跨2b、拱高a及圆心角θ, 求半径r。然后根据半径r和圆心角θ用划规在平台上放样。

注意要点:要把木模顶部的三合板、板条厚度扣除;板条厚度一般为30mm, 宽50mm~70mm, 长度400mm~600mm;拱板厚度60mm, 板宽300mm~400mm, 每500mm一榀;钎杠1 2 0×1 2 0m m, 支撑立柱每1000mm一排。

(2) 大碹木模分段制作完成后, 应在平台上进行组对, 检查木模拱中心, 偏差不得大于3mm, 并用弧度板检查木模拱的弧度 (如有误差, 可用手提木工刨进行修整, 直至二者相吻合) 。

(3) 把所制作好的木模按顺序放好, 以便安装时使用, 同时要避免爆晒及雨淋, 预防变形。

(3) 木模的安装。

(1) 池底、池壁、胸墙、边拱砖砌筑完后进行木模的安装。安装木模时, 应先找出熔窑的纵向中心线, 确定后开始安装立柱。

(2) 全部立柱安装完后, 用板条将立柱纵向、横向斜拉固定, 再进行拱片安装, 拱片间距控制在480mm~500mm之间, 用板条将拱片连接固定, 全部完成后铺设一层三合板。三合板之间预留30mm的膨胀缝。

(3) 在拱顶弹出纵向中心线, 并进行中心、高度和弧度的调整。木模纵向中心与熔窑纵向中心线偏差不得大于3mm, 高度偏差控制在0mm~+5mm范围。

(4) 木模安装达到砌筑要求后, 两侧用木楔顶到胸墙上, 并检查立柱不得有悬空现象。

(5) 木模安装过程中注意事项。拱板两头要切成直边, 距离拱角砖不小于50mm;铺设三合板时, 要留设膨胀缝, 避免紧碹时起拱, 膨胀缝应尽量避免设在弹线区;在每两节碹中间的膨胀缝处, 支设龙骨, 随拱弧度, 高度参考拱高度, 一般略高于拱顶20mm~30mm, 以便拴挂控制线。

1.2.2 拱砖的砌筑

(1) 大拱砌筑施工工艺流程。

大拱中心线放线→拱砖预排→砌筑控制线、各节胀缝控制线放线→拱砖码放→拱砖砌筑→锁拱砖→清理、灌浆→紧拉条→勾缝、清理。

(2) 预排。

木模的安装工作全部结束后进行拱砖的预排, 在每节拱的两头各预排一环, 以现场预排的实际尺寸来确定灰缝的大小, 但灰缝最大应控制在1.5mm以内。在拱的端头及胀缝处各安装上一个事先制作好的大弧度龙骨架, 此架应高于拱砖20mm~30mm, 这样便于拉线。如图1所示。

(3) 放线。

为确保大拱面整体美观, 无错台现象, 根据拱砖的厚度按2~3环放一条控制线。以1#小炉中心线为准放出各节胀缝的控制线及测温孔砖的位置。在每节的两端龙骨上同样弹出控制点, 此点为每环拱砖面上拉线的基准。

放线工作完成后, 在木模上码放整个大拱用砖的1/5, 观察木模承重情况, 如木模无下沉等异常情况, 便可开始大拱的砌筑。

(4) 砌筑。

拱的砌筑应在较短的时间内完成, 保证在灰浆未干之前锁砖完毕。砌筑大拱不宜人多, 每两米长按排一名技工。

正式砌筑应从两侧同时往中间砌, 速度保持一致, , 如需加工砖把所加工的砖放在中间, 上下环要错开, 所加工砖不能小于130mm。

砌筑时拱砖的大小头严禁倒放。每块砖要打浆砌筑, 平缝、顶头缝的灰浆饱满度都要达到95%以上, 用橡胶锤或木锤进行校正, 每砌好一环用卡板检查拱砖的角度, 用4000mm铝尺杆检查平整度。

当两侧各砌20环后进行预排, 如无变化继续施工。砌到中间还有15环再次进行预排, 若有变化进行调整, 最后三环交错同时砌筑, 留出一环锁砖, 锁砖应留在偏中心一环, 这样便于测温孔砖的砌筑。锁砖的高出部分应留在80mm~100mm为宜, 同一节砌完后统一打入锁砖。打入锁砖时须在拱砖上垫一块木板, 大木锤不能直接接触拱砖。整个拱锁完后, 将拱顶清理干净, 用稀释泥浆进行灌缝。

(5) 紧拉条。

大拱砌完后要随即紧拉条, 紧拉条前先去除钢件上的临时固件及两侧胸墙的木楔。

紧拉条是为了使整个大拱的砖体与支撑钢结构相互成为一个整体, 紧起数据的多少按拱垮的大小来定, 大致控制在拱跨距的1‰左右。一般采用观测拱顶在受到拉条的水平拉力后向上隆起的多少来反映拱顶的受力大小, 即用直接观察拱顶变化的办法。拱的上部用铁丝悬挂贴有坐标牌, 其位置在拱的头部、中部、尾部的拉条附近。拱断面的正中和两侧位置各一处, 并在拱上置一指针。如下图2所示。

紧拉条时, 应从拱头到拱尾逐一进行, 每根拉条的两端安排操作工同时同力缓缓拧紧螺母, 但不能一次拧紧, 而应往返重复, 每次循环中间应间歇0.5h~1h左右, 直到大拱被收紧向上隆起, 使指针出现读数。然后以每小时上隆2mm的速度进行, 达到拱跨度的1‰为止。在紧拉条过程中, 若发现拱顶两侧隆起的尺寸不对称时, 将读数大的一侧钢立柱临时固定, 紧读数小的一侧的拉条螺母, 使其保持对称后再去掉临时固定件。紧到设计读数后要保持8h观察, 直至读数再不变化时方能拆模。

(6) 拆木模。

拆除立柱下面的木楔, 让整个木模下落100mm左右, 粗线条的检查大拱的整体状况, 而后用木条往上顶, 让拱片上的三合板及板条脱离拱片, 从尾端先拿出三片拱片, 将其他拱片依次由后往前放倒, 作为操作工的操作平台, 便于更完善的检查拱面及清理。

检查拱的下弧面是否有掉角棱的拱砖及其它一些不该出现的情况, 如有及时更换, 而后进行勾缝、清扫。

通过检查, 大拱施工已达到设计要求, 把拱片及立柱运出, 再进行全面彻底清理, 围护好出口直至点火烤窑。

2 应用实例

(1) 湖北省三峡新材股份有限公司三线600t/d浮法玻璃生产线工程, 于2004年8月开工, 2004年12月竣工。熔窑砌筑总量约9000t, 其中大拱砌筑量约420t, 应用本工法, 大拱砌筑一次完成, 缩短工期3天, 降低工程成本约3万元。

(2) 广东江门华沣特种玻璃有限公司900t/d浮法玻璃生产线工程, 是目前国内最大的浮法玻璃生产线工程。该工程于2004年7月开工, 2004年11月竣工。熔窑砌筑总量约12700t, 其中大拱砌筑量约580t, 应用本工法, 大拱砌筑一次完成, 缩短工期4天, 降低施工成本约4.5万元。

(3) 江苏宿迁华毅镀膜玻璃有限公司600t/d镀膜玻璃及基片生产线工程, 于2005年6月开工, 2005年9月竣工。熔窑砌筑总量约9000t, 其中大拱砌筑量约420t, 应用本工法, 大拱砌筑一次完成, 缩短工期3天, 降低施工成本约3.5万元。

3 结语

我公司在湖北省三峡新材、广东江门华沣、江苏宿迁华毅等十条浮法玻璃生产线大拱砌筑中运用上述施工方法以工期短、质量好、成本低得到了设计单位、建设单位、监理单位 (总承包单位) 的一致好评。对外赢得了市场, 对内创造了良好的经济效益, 使公司浮法玻璃生产线在建项目占全国浮法玻璃生产线在建项目的70%左右。目前我公司浮法玻璃项目施工已成为公司主要业务, 占总业务量的30%左右。

摘要：本文从工艺原理、施工工艺流程及操作要点、木模的安装、拱砖的砌筑等方面总结了对浮法玻璃熔窑大拱砖结构的施工方法。

关键词：玻璃熔窑,大拱,砖结构,施工