火焰坩埚窑炉膛的结构及耐火材料的选择
发布日期： 2019-03-28 09:41:09 阅读量（736） 作者：刘梓明
玻璃生产用火焰坩埚窑炉膛是燃烧和传热的火焰空间，坩埚就均匀布置在火焰空间周围。它由窑底、窑柱、窑墙和窑顶等四部分组成。
(1) 窑底
窑底俗称炉盘，是窑膛的底座。炉盘的中央是喷火口。喷火口的周围均匀分布着6〜12个坩埚。每个坩埚的外侧各相应有一吸火孔。炉盘中央较四周略低且带些倾斜，以便于坩埚破裂时排出漏溢的玻璃液。
炉盘处于高温之下，承受着坩埚和上部结构的荷重，且坩埚破损时，还易受玻璃液的侵蚀，在生产期间又不能任意更换，故应选用优质耐火材料(尤其是靠近喷火口的一圈)。为减轻玻璃液对它的侵蚀和二次空气的渗漏，炉盘通常选用多层大砖上下交错砲筑，砖缝间填抹锆质泥料。为了进一步提高多层炉盘结构的抗侵蚀性能，可在上下相邻炉盘之间加一层8〜15mm的电熔AZS接缝料。炉盘厚度通常为300〜500mm。
(2) 窑柱
窑柱俗称炉腿，它位于两个坩埚之间，其作用是用来支承窑顶，是窑膛的骨架。确定炉腿形状的原则是使窑膛容积小且换坩埚操作时又方便，不致被炉腿夹住。炉腿应伸入两只坩埚中间，以保证火焰不会很快被抽出，并使靠近炉腿的坩埚内的玻璃液不致变硬或熔化不好。它可以用大砖(如方四枚)拼成，也可以采用特制的炉腿砖。炉腿砖砌筑方便，毋需加工，缺点是使用时间长了会软化变形，从而降低炉膛髙度。为使坩埚胸背处的温差减小，炉腿与坩埚间的间距不要过大，一般为40〜60mm,只要不影响更换坩埚操作即可。
(3) 窑墙
坩埚窑的窑墙是置于炉腿间的耐火材料砌体，对窑膛起围蔽保温作用。窑墙有临时性和移动式砌体两种。临时性砌体用标形黏土砖砌成，更换坩埚时拆除，换完坩埚后再砌筑窑墙，由于更换时温度高，工作条件差，窑墙很难砌筑得规整严密。移动式砌体是用塑料捣制成符合坩埚形状的预制块(内配有钢筋)，换坩埚时用专门小车移动，换好后再迅速送回原处，因此移动式砌体比标形黏土砖砌成的窑墙具有减轻劳动强度、降低燃料消耗、节省耐火材料和延长坩埚使用寿命等优点。在坩埚口下边，窑墙到坩埚基本保持100〜120mm的距离，并在距炉盘底面约100〜150mm的高度上留孔，用小火道把它与吸火口相连，使离窑烟气经小火道进人吸火孔(图1)。为防止坩埚破裂时漏出的玻璃液从吸火孔流入圈火道，小火道的底应高出炉盘一定高度。
(4) 窑顶
窑顶俗称炉盖。炉盖长期承受高温作用，尤其是炉心处直接承受火焰冲击，故应选用优质耐火砖砌筑。炉盖用一级黏土砖砌筑时，其窑顶中心厚度400〜500mm,—般由大砖和小砖拼砌而成(图1);采用硅砖砌筑时，窑顶呈拱形，厚度为250〜300mm。
为提高炉膛内传热效果，炉盖内表面形状最好有一定的坡度，与坩埚背部形状相当，以使火焰包裹坩埚而受热均勻。但考虑到砌筑的条件，炉盖强度以及蚀损后情况，一般砌成平的，仅中心的炉心砖向下凸出，起均匀分散火焰的作用，以使炉温分布均匀。如果是烧城市煤气或烧燃料油的坩埚方炉，因其需要较大的燃烧空间，则炉盖多采用硅砖砌成拱形，此时炉膛内正压较大，所以火焰仍能均匀分布。
窑顶由炉边砖、中部砖和炉箍三部分组成。炉边砖用于窑顶的最外层，砖上有槽，便于炉箍(φ30〜40mm的圆钢制成)紧固炉盖，使炉盖成为一个整体。如无特制的炉边砖，亦可采用相应的砖砌成。炉边砖的两端架在炉腿上，构成一个坩埚的位置，故炉边砖的块数与坩埚数相同。炉边砖下厚上薄，呈直角梯形状，同时起到碹脚砖的作用。中部砖指炉边砖以内的所有炉盖砖。炉盖上设有测温孔(热电偶插在两个坩埚之间)。单坩埚窑的窑顶上还有搅拌机。
为了改善操作环境，可在窑顶的上面装吸热罩，把窑体和玻璃液所散发出的热量吸入罩内，排到室外。
(5) 窑膛
形状由窑底、窑柱、窑墙和窑顶所组成的窑膛形状有圆形、椭圆形和矩形三种。根据坩埚形状、窑的大小和加热方法而定。换热式坩埚窑窑膛常采用圆形，是因为其散热小、温度分布均匀、结构坚固和便于操作。蓄热式坩埚窑窑膛常采用椭圆形或矩形，便于火焰扩散。
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