锡槽槽底大砖及不定形耐火材料的施工要点
发布日期： 2020-01-02 08:52:56 阅读量（595） 作者：刘梓明锡槽是浮法玻璃生产线特有的成形设备，广泛地用于建筑及汽车用平板玻璃的生产。作为关键核心设备，锡槽施工质量的优劣很大程度上会影响到玻璃生产的稳定性以及最终产品的质量。其中，槽底砖结构的施工又是整个锡槽施工的重中之重。通常槽底砖结构主要由槽底大砖及其固定构件和不定形耐火材料等部分组成。
1、槽底砖结构的施工要点
槽底砖结构的施工按先后顺序可分为三个主要阶段：槽底大砖的铺设、槽底大砖的固走和不定形耐火材料的捣打。
1.1槽底大砖的铺设
一个平整的底壳是槽底大砖能够顺利且高质量施工的前提。在铺设槽底大砖之前，复核锡槽1号立柱与熔窑1号小炉的距离，锡槽与熔窑的中心线要求一致。将槽底大砖的轮廓线弹在底壳上，然后对交点和砖中心点处的标高进行全面测量并记录。控制实测标高值与理论标高值偏差在2mm以内，如果局部区域超过这个偏差范围，则需要对下部纵梁的垫片进行适当增减，尽量避免底壳上平标高出现正公差。
为了方便槽底大砖的运输及吊装，比较好的方法是利用锡槽两侧立柱，分别在宽段和窄段临时安装手动或电动单梁桥式起重机构。利用槽底大砖的螺柱孔，使用内胀式吊具，可方便快捷地将槽底大砖运至相应位置。将锡槽旁堆码的待施工槽底大砖从收缩段处分批运入锡槽内，砖下用木块垫起。施工人员进入锡槽后要求换上布制鞋套，防止鞋底异物带入。
槽底大砖铺设应从入口开始定位，从中心线向两边安装。根据砖的高度和底壳上平的标高，视需要在槽底大砖的四个角处放上0.5~3mm不同规格的调平垫片。将砖平稳放下，用力在砖面的两个对角方向交替下压，以无晃动感为合格。用水准仪测景每块砖上平四个角的标高，要求通过调整调平垫片来控制标高误差在±0.5mm以内。
槽底大砖之间按要求留设胀缝并用塞尺进行测量，胀缝数值根据槽底大砖膨胀系数确定，不宜过大或过小。推荐使用“┎”型胀缝片，如图1，上表面涂上不同颜色加以区分不同规格。使用前对胀缝片的厚度用游标卡尺进行测量，根据厚度不同，允许偏差在±(0.15~0.2)mm以内。胀缝片下垫小木片方便起取并保护砖面。所有的调平垫片和胀缝片都要求工作面平整、除锈并去除毛刺。用木槌轻敲砖体，使砖与胀缝片之间贴合，然后用胶带纸把砖缝密封好，防止杂质掉入缝内。边砖与钢壳的间隙用木楔加以固定。安装完的底砖表面用三合板和塑料布盖好。
每铺3排砖放一下控制线，防止施工出现歪斜。锡槽的重要(入口、出口)及异型(收缩、抬起)部位的砖要优先施工，确保这些地方的施工质量。尤其是入口八字砖，定位一定要精确，确保沿锡槽中心线对称。由于存在施工的累积误差，宽段末一般留有1排加工砖现场加工后使用。
图1 胀缝片安装示意图
1.2槽底大砖的固定
由于槽底大砖的密度比锡液小，约为锡液的1/3，所以，必须用螺柱将其同底壳固定，以防浮起。槽底大砖的固定可分为两个部分：螺柱的焊接和石墨制品的填装。
1.2.1螺柱的焊接
目前，螺柱与底壳的焊接主要采用两种方式:电弧螺柱焊和手工焊。
(1)电弧螺柱焊
电弧螺柱焊是在螺柱的端部与底壳钢板之间产生电弧，电弧加热，两者形成熔池，然后施加一定的压力，把螺柱压入熔池完成焊接。为方便引弧，螺柱的端部装有引弧结，如图2(A)，或加工成一定锥度的圆锥，如图2(B)。为保护熔池防止其被空气氧化，采用与螺柱直径相匹配的干燥陶瓷环。正式施焊之前需在旁边进行多次试焊，检査焊缝的外观质量及力学性能，以确定焊机的焊接参数。焊机建议选择进口焊机，其在控制、焊枪、外形等主要方面普遍优于国产焊机。螺柱焊的主要操作方法如下：
把螺柱插入焊枪的夹持装置内，放上陶瓷环，焊枪对准焊接位置并使螺柱与陶瓷环同时紧贴钢板表面。按动开关后，螺柱在极短的时间内自动完成提升引弧、加热熔化、向下压入、冷却凝固等焊接过程。最后，提起焊枪敲碎并清除陶瓷环。
试焊后的螺柱需经外观检査和弯曲试验。外观检査主要观察螺柱的垂直度以及根部环形焊缝的形状、尺寸和均匀性。弯曲试验是使用套管将螺柱弯曲60°后，焊缝无明显裂纹即为合格。待试焊螺柱连续检查合格，确定焊接参数以后，方可开始正式焊接。
每个螺柱孔处的底壳在正式焊之前需要除锈和除湿。制作好配套工具，保证焊接好的螺柱垂直于底壳(爬坡处除外)并位于孔中心。焊完后每个螺柱逐一进行外观检査和扭矩试验。采用扭力扳手对螺柱施以不小于28N·m的扭矩，无裂纹出现即为合格，以检测其抗拉强度。
由于爬坡处的蜾柱与底壳不垂直，容易产生焊接缺陷，所以焊完以后有必要将槽底大砖吊起，逐一检査焊缝，对四周不均勻的焊肉用手工焊进行补焊。
(2)手工焊
手工焊是手工操纵焊条，在螺柱与底壳的连接处产生电弧，电弧加热三者形成溶池，冷却后在螺柱根部形成一圈角焊缝。采用手工焊，在施工过程中需要先铺设一遍槽底大砖，用特制工具在螺柱孔中心打样冲眼，然后移开槽底大砖，对着样冲眼焊接螺柱，螺柱端部形式如图2(B)。焊完后用肉眼检查焊缝外观的质量，并矫正倾斜的螺柱，最后再次铺设一遍槽底大砖。
图2焊接螺柱的端部形式
1.2.2石墨制品的填装
高温下，液态锡容易通过扩散与铁反应形成铁锡合金。正常情况下，由于槽底有冷却风的作用，底壳的温度通常低于150℃，锡液通过砖缝渗到钢板上便会凝固。但在停电、停风等亊故发生时，底壳的局部温度可能会超过锡的熔点。如果螺柱没有保护措施，那么，随着时间的推移，锡液会逐步熔蚀螺柱。
石墨与锡液互不浸润，不起反应，因而使用高纯石墨制品可以有效保护螺柱。石墨制品的填装主要冇两种结构:石墨粉如图3，石墨套管如图4。
图3 石墨粉结构
图4 石墨套管结构
(1)石墨粉的填装
充填石墨粉时，需要预先根据不同的螺柱高度，以1.3〜1.6g/cm3的充填密度，计算出石墨粉的用量并用天平称童。用吸尘器将螺柱孔清扫干净，在孔内先放入根部石墨垫圈，防止锡液从底部渗入孔内，同时也能阻挡石墨粉捣打时漏到槽底大砖与底壳的缝隙。称量好的石墨粉分批倒入直孔内，使用专用套管手工捣实。捣打完成后，每个孔均要检査一遍石墨粉的密实度是否合格。由于直孔上部的石墨粉不易捣实，需放入上部石墨垫圈加以填实。然后，依次放入大石墨垫圈和大耐热钢垫圈，以适当的力度拧紧螺母即可。
⑵石墨套管的填装
石墨套管的安装过程比石墨粉方便很多，区别主要在于将石墨粉的捣打换成了石墨套管的直接装入。一般石墨套管的设计长度要比实际多几厘米，施工时，根据现场实测直孔的高度切除多余部分即可。
1.3不定形耐火材料的捣打
与石墨制品所起的保护作用类似，固定好的槽底大砖还需要填装不定形耐火材料来保护钢构件免受锡液的侵蚀。用于槽底砖结构的不定形耐火材料主要有两种:封孔料和封边料。
1.3.1封孔料的捣打
封孔料用于充填螺柱孔的上部锥孔，防止锡液从上部侵蚀钢质紧固件。封孔料一般选用锆质捣打料，其常温强度较低，须经高温烧结后才能有较高强度。
封孔料按说明要求加适量水搅拌均匀，搅拌好的料能手握成团，手松轻触能散开为合格。每次搅拌好的料必须在1~2h内用完，否则需重新配制，所以每次搅拌量不宜过多。
加料前用吸尘器将锥孔清扫干净，另用湿布将孔内表面润湿，然后将封孔料分2〜3次加入孔内。第一次先加料至孔深的1/2处，然后连续地边加料边用风镐或电镐捣打，以防分层，直至捣打完的料填满并高出砖面5mm左右为止。捣打时严禁分层加料，逐层捣打，以保证捣打质域。最后用刮刀铲去高出砖面的部分，再用抹子压平擀光，盖上塑料片加以保护。
1.3.2封边料的捣打
封边料用于充填边砖和四周侧板之间的缝隙，防止锡液通过边砖的砖缝侵蚀侧板。封边料一般选用水硬性的高铝质浇注料。
封边料按说明要求加适量水搅拌均勻，用吸尘器将边砖与侧板之间的缝隙清扫干净。为防止封边料进入边砖的砖缝影响膨胀，需采取适当的措施(如用薄钢条阻挡)对砖缝加以保护，然后向缝隙内连续地边加料边用扁钢或专业工具捣实，最后用抹子抹平上表面。出口处的唇板处于高温封闭环境，使用固定在唇板上的钢丝网可对封边料起到加强抗裂的作用。整个锡槽四周的封边料尽量—天内打完，不要分段施工。
2、结束语
整个槽底砖结构的施工，安全是核心。它不仅关乎施工的现在，更关乎生产的未来。如果施工不当，在以后的生产中，可能会导致槽底泡缺陷的产生，以及底砖浮起、漏锡等严重安全事故。因此，“三个主要阶段”的高质量施工是安全生产的有效保障。
以槽底大砖的铺设来说，安装桥式大砖运输和内胀式吊装构件，不仅提高施工效率，而且降低砖体受损风险。砖体之间的膨胀缝不宜过大过小，过大的砖缝贯通到底壳，在锡液中形成冷筋，影响锡液温度均匀性，尤其对生产薄玻璃是不利的。过小的砖缝在升温烘烤时，相互挤紧，若应力积累到一定程度而得不到释放，砖体便会出现崩裂。
以槽底大砖的固定来说，手工焊需要两次铺砖，施工效率低。来回移砖的过程中，增加了砖受损的风险。螺柱的定位偏心误差大，不适宜与石墨套管配合使用。而与手工焊相比，电弧螺柱焊施工效率明显提高，同时减少了弧光、烟雾对施工人员的危害。因而，电弧螺柱焊如今被普遍采用。石墨套管虽然安装简单方便，但套管与螺柱之间留有缝隙，一旦底部密封不良，锡液容易包裹螺柱进行侵蚀。而石墨粉与螺柱间是不留间隙的，只要捣打密实，是安全可靠的。当然，如果石墨粉捣打不实，锡液会顺着稀疏空虚处渗入内部与螺柱相遇，从而熔蚀螺柱。石墨粉的捣打是一门技术活，要求施工人员具有一定的经验和责任心。
以不定形耐火材料的捣打来说，封孔料及封边料要求捣打密实，填充均匀，施工尽量—气呵成。不然，热态下就有可能出现裂缝或孔隙等伤口，锡液便会乘虚而入，对钢质紧固件和钢壳进行侵蚀。现场施工应注意随时清理砖面，胶带纸如有破损及时修补，防止异物掉入砖缝。
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