叶坤;韩德刚
【摘 要】密封箱是处于锡槽和退火窑之间的一个设备,关系到锡槽出口端的密封.该文系统介绍了密封箱在锡槽出口端密封中的作用,并逐一介绍了挡帘密封、联合密封、端面密封、氮气密封、孔洞密封几种密封方法的原理和结构特征,并指出了他们的优缺点和可以改进的地方.同时,预测了将来密封箱的发展方向. 【期刊名称】《建材世界》
【年(卷),期】2011(032)006
日志存储【总页数】4页(P120-123)
【关键词】线路模拟器密封箱;锡槽;退火窑
【作 者】叶坤;韩德刚
【作者单位】中国建材国际工程集团有限公司,蚌埠233018;中国建材国际工程集团有限公司,蚌埠233018
【正文语种】中 文
锡槽的密封主要包括3个方面：进口端、出口端、以及两侧边封，其中出口端的密封是最关键的，密封箱在锡槽出口端的密封中起着重要的作用。密封箱又称为渣箱，和过渡辊台属于互相嵌套的关系，过渡辊台的过渡辊及传动可以看成是退火窑辊道的延伸，它的过渡辊和退火窑辊道前端的十几根钢棍都是高度可调的，共同组成玻璃的爬升曲线；而密封箱则与锡槽连成一体，其作用是保证锡槽尾部的密封，使从锡槽尾部引出来的玻璃带通过过渡辊台时，其温度降到600℃左右后进入退火窑，同时可以清除玻璃下表面从锡槽带出来的锡渣。同一装置的不同部分分别附属于不同的热工设备，其热状态经常处于矛盾之中，所以几乎每条生产线在投产时均会在此处出问题。 密封箱主要包括：下箱体、箱盖、挡帘及其升降机构、密封装置、擦锡及其调节装置、侧墙和上盖的垂直密封门等部分。下箱体安装在与锡槽下面轨道相连接的底架上，过渡辊台3根辊子的轴承座安装在箱体的两面侧墙上，可在其上面调节标高30mm，每根辊子下边装
有除锡用的石墨块，通过板簧组使其始终和辊子下表面接触，要根据现场情况进行调节。箱盖吊装在上部的钢梁上，安装时与锡槽紧贴，是全密封盖。每根辊子上面有起密封作用的升降挡帘，锡槽出口处也有升降挡帘，对锡槽内压力和温降起控制作用，挡帘可以手动升降，在每道挡帘处有垂直密封门，以方便挡帘的维修。箱盖和箱体之间有侧墙，起着密封作用，在两侧侧墙上各有2个观察孔。密封箱与锡槽出口端，如图1所示。 将密封箱和锡槽尾端作为一个系统，统一考虑热变形、密封、槽体几何形状及锡液流态等因素之间的协调关系。组织好热变形与良好密封二者共同起作用，就能尽量减少外部空气进入锡槽。挡帘、箱盖、L型吊砖的相互配合，形成了玻璃带开始爬升的第一道密封，箱盖前端下侧靠近L型吊砖的上沿，内置在箱盖内的挡帘靠近L型吊砖的侧面并探出L型吊砖下沿，成互相嵌合之势。
如以北方某800t浮法生产线数据为例子，锡槽出口L型吊砖下沿距离锡液上表面高度为240mm，该砖宽度方向尺寸为5 800mm，那么即在锡槽出口端产生一个（5 800×240）mm的矩形孔。密封箱和锡槽出口空气的进出和热量的交换即可在此处进行。常规情况下这里会设置一道挡帘，材质不一定，可以是非金属的软挡帘，也可以是钢制硬挡帘，还可
以是二者的组合体。在不考虑密封形式对热交换的影响条件下，以钢制挡帘为例说明挡帘在该处的密封范围。理论上来说钢制挡帘通过其升降机构可以下降至锡液以下的空间，但是在正常生产时，玻璃液在此越过沿口，按照一个爬升曲线向上爬升，此处挡帘的位置大致在玻璃液爬升曲线的初始端，所以该道挡帘可以不用考虑爬升曲线对下降程度的影响。挡帘下表面要尽量贴近玻璃液，由于挡帘自身制造误差、安装误差、热变形翘曲会造成挡帘下表面不是完全平行于锡液。如果和玻璃液贴得太近的话，很容易造成玻璃表面的划伤，前两种原因可以通过技术手段进行控制，但是如前所述此处热状态较为复杂，挡帘的热变形往往不是集中在一个方向，而是大方向存波浪状，局部凹凸的发生形变，单纯通过技术手段很难解决。所以实际上挡帘下端和玻璃液上表面是有间隙的。另外，玻璃在爬升过程中，爬升曲线和锡槽出口的沿口形成一个类三角，此处的锡面暴露较大，如无其它密封手段，锡液容易氧化，沾锡严重。
过渡辊下设置带有耐热钢板簧的石墨擦锡装置，擦锡装置在形成过渡辊下隔断、防止气流窜动的同时，还可擦去玻璃带出锡槽时候带出的锡液（如图3）。石墨耐高温，能抵抗急速的加热或冷却，熔点为（3 850±50）℃；容易加工，其边缘强度和耐磨性好，结构复杂、公差严格的部件都可以通过精加工获得；具有很好的耐浸润性，不会被熔化的玻璃浸润；
有非常好的抗热冲击性能，热膨胀系数只相当于铁的1／4。配重块通过重力顶起耐热钢板簧，耐热钢板簧变形产生的弹力将整个石墨块顶起并和过渡辊紧密贴合，过渡辊连续旋转形成和石墨块的相对运动，这样从玻璃带下表面沾到过渡辊表面的锡液就会被石墨块擦去。整个石墨擦锡装置、支撑石墨块的叉型钢板、过渡辊、过渡辊正上方的挡帘组合起来便形成3道密封墙。这3道密封墙组成的连续隔断可有效阻碍退火窑内部气体进入锡槽，也有利于锡槽和退火窑形成各自独立的氛围。联合密封装置，如图2所示。
在理论设计的时候，过渡辊最大挠度都在mm级以下（冷态），但是在600℃高温下，辊体最大挠度会增大到肉眼不能忽略的地步。板簧组由底板、板簧、压板组成，底板作为基础板上面固定几段板簧，板簧托起底板，底板靠来自石墨的压力和板簧保持接触。板簧本身采用时效强化钴镍基变形高温合金，含有较高量的钴及多种强化元素，有较高的抗拉强度和抗蠕变能力，其余两件采用优质不锈钢。板簧组在高温中由于热变形、热膨胀系数差异、内应力释放以及石墨块的反作用力作用，会逐渐产生变形（见图3）。该变形和过渡辊自身变形叠加后，会产生1个相对较大的缝隙，据相关资料显示，该缝隙对锡槽末端的压力影响可达到10Pa左右，不容小视。可从几个方面着手考虑：石墨块分体设计，且每段长度不可过长；球铁导槽和导槽的支撑槽隔一段距离应开豁口，将热膨胀和变形分段消化，以
防局部出现大的变形；实际使用的配重块单个配重较大，同样组数的配重可以适应板宽变化幅度很大的箱体，笔者以为最好根据箱体宽度不同布置不同组数的配重块，以便分段调节，而且配重块个体自身重量还可减少，以便根据不同顶杆受力情况精细调节。这样哪个位置石墨距离辊子远就调节哪一段，既可保证过渡辊下部的密封效果，也可以擦去残锡，更可以进一步降低下箱体的散热，缩小辊面上下的温度差异。
下箱体的作用比较多，起到支撑过渡辊、两侧和底部的保温密封、支撑石墨擦洗装置的作用。但是在和锡槽的交界处，值得注意的是对锡槽槽底钢结构出口端板冷却器密封。端板冷却器是1个矩形冷却包固定在1块基础板上，两端连接有管路，基础板固定在锡槽出口端部（见图4）。如图1所示，密封箱下箱体两侧会各开1个矩形开口，矩形的大小和冷却器两侧的管路外形相适应，冷却包被镶套入下箱体内，实现对冷却包的密封。由于冷却器的基础板本身具有一定厚度且其上下沿和下箱体上下沿不匹配，如处理不好会在密封箱和锡槽出口端结合面的两侧、底部产生1个缝隙，这个缝隙多在现场进行2次密封。
在前面提到的挡帘密封中，第1道挡帘仅仅是对玻璃液体上方的空间进行了密封，而这个空间处于玻璃液和爬升玻璃带的交汇区，在该区域的下方存在1个暴露区间需要密封，此处玻
璃处于塑性状态，如果采用固体材料密封结构上很难精确实现对塑性玻璃的密封，所以此处会穿1个钢管，穿过密封箱两侧箱体，钢管上方开有出气孔，向外喷射氮气形成气幕，进而填充玻璃带下方空间阻止内外气体交换。此处氮气管不能由两侧简单插入了事，随着密封箱体宽度越来越大，氮气管的插入长度也越来越长，挠度成为影响氮气幕稳定的关键因素，最好在箱体内部给与氮气管支撑，使之尽量与锡槽沿口平行。氮气出气孔的大小也很有讲究，必须适当，如果小了速度够了，但不容易形成连续气幕，如果孔大了，则会影响喷射距离。另外新式的密封箱会在玻璃带上方挡帘附近增设氮气幕，向下喷射，不但可以密封，还可调节玻璃带上下方的温差。
密封箱因为结构的需要，会存在孔洞，这些孔洞处也有热交换的发生。如挡帘提升机构的升降杆直径24mm，升降孔径70mm，数量一般在16个，所以要做个活动盖板，将环缝盖住。另外诸如SO2管和N2管进出口孔洞也存在泄露的问题，也需要用塞子塞住。至于过渡辊轴头的密封，探讨的文章比较多，这里就不展开了。
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一方面，锡槽出口的密封是多重密封结构联合作用的结果，密封箱自身的密封只是锡槽出口密封的一部分。在密封箱和锡槽L型隔墙砖、锡槽顶盖砖紧密配合下，大大减少了锡槽出背板制作
口的泄气口面积，提高了锡槽密封性，维持了锡槽槽内较高的正压力。另一方面，玻璃带在锡槽出口处的温度一般高于退火温度上限，若密封箱密封不合理，玻璃带经过过渡辊台时候往往散热较快且不均匀，一旦局部温度低于退火温度上限，足以造成应力的产生。为了消除其内应力，则必须在退火工段进行额外处理，甚至需要在C区消除永久应力。若密封箱结构合理，封闭良好，既可以维持锡槽槽内较高的正压力，也可使玻璃带缓慢均匀降温，减少能源消耗。作为锡槽和退火窑两大热工设备的联系纽带，密封箱内部的一些热态参数却没有直接的监控和测定，更不要说如何调整了。可以预测将来的密封箱的发展方向之一是全自动控制，通过类似锡槽、退火窑的手段用热电偶、红外测温仪监测各挡帘分区的温度，通过冷却水包（氮包）、电加热、冷却气来调整温度，让玻璃板板上、板下、纵向、横向温度的设定和控制都处于可控的状态，更好地发挥密封箱作为锡槽、退火窑之间联系纽带的作用。
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