1 前言
光伏玻璃是一种通过层压入太阳能电池，主要作为保护光伏组件的盖板，保护其不受到外界环境的影响（例如酸雨，冰雹，积雪，碎石击打和台风的影响）。能够利用太阳辐射发电，并具有相关电流引出装置以及电缆的特种玻璃。它是由低铁玻璃、太阳能电池片、胶片、背面玻璃、特殊金属导线组成，将太阳能电池片通过胶片密封在一片低铁玻璃和一片背面玻璃的中间，是一种新颖的建筑用高科技玻璃产品。 与其他玻璃相比，光伏玻璃产品性能要求更高。普通浮法玻璃的铁含量一般在0.2%以上，而光伏玻璃的含铁量根据国家标准必须低于0.012%；按照相关标准的规定，光伏玻璃的光伏透射比≥91.5%，而相同厚度的普通玻璃只有88～89%左右，光伏玻璃通常采用钢化玻璃；光伏玻璃对雨水和环境中的有害气体具有一定的耐腐蚀性能，耐高温，热膨胀系数必须与结构材料相匹配等。光伏玻璃一般是经过镀膜和钢化处理，这样能保证增加玻璃的透光率和安全性。一般所用的光伏玻璃组件使用的玻璃经过镀膜后能增加2%以上的透光率。目前部分厂家还有二次镀膜的要求，这样更能保证透光率的提高。钢化后主要是为保证安全性，满足国标的要求，但钢化后有自爆现象存在，故目前对玻璃原片的质量要求越来越高，为减少自爆率，从烤窑阶段就开始对玻璃生产工艺进行优化，以满足目前日益增长的质量要求。
隔热杯
光伏组件玻璃的主要工艺结构为：生产合格的光伏玻璃原片经过深加工，包括磨边-清洗-镀膜-钢化-清洗-包装等工艺后送往组件厂家等待进行后续组装。
玻璃熔制过程是在玻璃窑炉中进行的，窑炉作为玻璃生产过程中的关键热工设备，在玻璃生产工艺中俗称为“龙头”，亦称为玻璃生产线的“心脏”。 在生产过程中，玻璃窑炉使用的耐火材料性质、窑炉结构、施工质量和使用工艺对玻璃有极大的影响，影响着玻璃的产量、质量以及成本等各方面。如果使用不合适的耐火材料，不但影响到窑炉熔化温度，缩短窑炉的使用寿命，并且降低其产量，而且会增加玻璃的各种缺陷，包括结石、气泡、条纹等缺陷。
此次介绍的窑炉玻璃基本结构为900t/d一窑五线高质量高透光光伏原片玻璃，以天然气作为燃料的8对蓄热室横火焰窑炉结构。
浅谈玻璃窑炉烤窑
李红兵 陈超 程加伟
中国建材国际工程集团有限公司 上海 200063
摘 要：本文以光伏玻璃窑炉作为实物，结合现场实际情况来描述在烤窑过程中安全、合理、科学的保证窑炉从冷态到热态下的过渡，所以烤窑过程对于整座窑炉及后续能否生产高质量的玻璃有至关重要的作用。
关键词：窑炉烤窑；耐火材料；温度控制；膨胀量
Brief introduction on glass furnace heating-up
Li Hongbing Chen Chao Chen Jiawei
China Triumph International Engineering Co., Ltd. Shanghai 200063
Abstract: In this article, the photovoltaic glass furnace is taken as the example to describe the safe, reasonable and scientific transition from cold state to hot state during the heating-up, combining with the actual situation on the site. Therefore, the heating-up plays a crucial role in the production of high-quality glass for the whole furnace and its follow-up.
Key words: Furnace heating-up; Refractory; Temperature control; Expansion
火油草
2 窑炉主要部位和使用耐火材料情况
在制作每座窑炉的方案前，都要确定窑炉的结构和材质的分布情况，以下为本项目窑炉的基本机构和材质分布情况。表1主要是熔化部窑炉主要部位和耐火材料名称，以及耐火材料规格和成型方式。每个部位使用耐火材料不同，以满足窑龄期间整个窑炉安全运行。
表1 窑炉熔化部结构及材质
序号窑炉
部位
名称
耐火材料名称耐火材料规格及成型方式
1熔窑
池底
铺面砖33#电熔氧化AZS砖（WS）池底密封料锆英石捣打料
池底砖粘土大砖（BN-40a）
2窑炉
池壁
熔化区36#电熔氧化AZS砖（加强浇注）
澄清区33#电熔氧化AZS砖（加强浇注）卡脖入口拐角
砖
41#电熔AZS砖（氧化法无缩孔）
3胸墙熔
化
带
挂钩砖33#电熔氧化AZS砖（加强浇注）
其他33#电熔氧化AZS砖（普通浇注）澄清区优质硅砖
4大碹优质硅砖
5前脸
墙
L吊墙
电熔AZS镶嵌砖，烧结锆质砖，
优质硅砖
翼墙
33#电熔氧化AZS砖（普通浇注）
优质硅砖和锆英石砖
6
后山
墙
优质硅砖
表2为熔化部卡脖部位使用不同耐火材料和
耐火材料规格及成型方式，不同的位置使用耐火材料的材质和成型方式。
表2 卡脖结构和材质
序号窑炉部位
名称
耐火材
料名称
耐火材料规格及成型方式
1池底铺面砖
33#AZS砖（氧化WS）/α-β
刚玉（氧化WS）
池底砖粘土大砖（BN-40a）
2池壁卡脖出
口拐角
砖
41#AZS砖（氧化WS）其他33#AZS砖（加强浇注）
3吊平碹烧结莫来石砖
表3为横支通路各部位所使用的耐火材料名称以及耐火材料规格和耐火材料成型方式，不同位置使用材料不同，满足光伏玻璃成形的要求。
表3 横支通路结构和材质分布
序号
窑炉部位
名称
耐火材料名称
耐火材料规格及成型方
式1池底
铺面砖
刚玉砖α-β（氧化
WS）
池底砖粘土大砖（BN-40a）2池壁池壁砖
刚玉砖α-β（氧化
PT）3胸墙优质硅砖
4大碹优质硅砖
5端墙
端墙优质硅砖
过桥锆英石砖表4为熔化部和蓄热室连接小炉部位名称，耐火材料名称以及耐火材料规格和成型方式，每个部位使用材料不同，以满足助燃空气和废气的变化引起急剧的温度变化。
表4 小炉结构和材质分布
序号
窑炉部位
名称
耐火材料名称
耐火材料规格及成型
方式
1小炉底
上部33#AZS砖（氧化PT）
中部硅线石砖
底部高强高铝保温砖
2小炉侧墙
电机线束内侧直段33#AZS砖（氧化PT）
内侧斜段33#AZS砖（氧化WS）
外侧保温粘土大砖保温
3小炉顶碹33#AZS砖（氧化PT）4
小炉喷嘴
及间隙砖
33#AZS砖（氧化WS）表5为蓄热室墙体和蓄热室格子体各部位名称使用耐火材料名称和规格及成型方式，主要目的是保存热量，加热上升空气来满足生产需要，减少能耗的目的。
表5 蓄热室结构和材质分布
序号窑炉部
位名称
耐火材料
名称
耐火材料规格及成型方式
1碹顶优质硅砖
2墙体
上段部分98高纯镁砖中段部分镁铬直接结合砖下端（炉条
碹上）低气孔粘土砖下段（炉条
碹下）普通粘土砖
3炉条碹硅线石砖
41-7#格
子体
顶层3至6
层镁锆砖
上段部分高纯98镁砖
中段部分高纯96镁砖
下段部分镁铬砖
底层部分低气孔粘土八角砖
58#顶层部分高纯98镁砖
上段部分高纯98镁砖
中段部分高纯96镁砖
下段部分镁铬砖
底层部分低气孔粘土八角砖
表6的主要作用是废气通道，由于此处温度已经降到了1000℃以下，所以用普通粘土砖及粘土保温砖的结合方式，将燃烧天然气所产生的废气通过烟道输送到烟囱或者余热发电等的位置，变废为宝，废气利旧的目的。
表6 烟道结构和材质分布
序号窑炉部位名称耐火材料名称耐火材料规格及成型方式
1烟道烟道碹、墙
体、底部
普通粘土砖，
粘土保温砖及
浇注料
以上窑炉结构和材质分布为建设一座一窑五线900t/d的优质光伏玻璃生产线所使用的耐火材料配置，为保证窑龄和能耗等指标的要求，在施工过程中按照砌筑和国标进行施工，满足了设计的要求。
3 现场临时管道施工和烤窑过程控制
在烤窑过程中，采用烤窑公司提供的图纸，现场制作临时烤窑管道和烤窑接头等，所有烤窑风机排布均按现场所指示位置进行分布，其中前脸池壁5台，澄清部6台，以及横通路端墙两侧各两台，按照耐火材料膨胀曲线进行烤窑。在不同的温度下，各部位所用耐火材料膨胀温度不同，各位置拉条松紧时间不同，来满足耐火材料的特性。烤窑临时管道布置见图
1。
图1 烤窑临时管道布置图
其中有15个加热器，前脸池壁5处，澄清区两侧各3处，横通路两侧端墙各2处，合计15处，为保证烤窑期间用电要求，在窑炉前脸处设置两个临时烤窑用电箱，每个电箱保证能满足80KW的用电量，所使用的电缆为YJV-3X50+2X25的电缆组合。这样既能保证烤窑期间电量，又能满足临时用电时的要求。
临时烤窑管道主要是在烤窑期间用的，保证过大火后逐渐移除的一个临时设备，从天然气配气间将天然气引到临时烤窑管道。在临时制作完成后，用5kg压缩空气打压并保压8h不漏气，在烤窑开始前对内部打入氮气，以使置换天然气时的安全。在烤窑期间，为保证天然气用量的平稳，临时管道内1.8～2.0kg的天然气压力，并且在管子的末端装一个压力表，以随时观察天然气压力。
4 烤窑前的准备
经过与业主技术人员和烤窑公司技术人员共同讨论决定，在温度和时间控制烤窑过程中，在不同时间启动不同风机，主要由建设单位技术人员操作。表7是窑炉各部位使用耐火材料膨胀的温度曲线。
表7 烤窑温度升温速度控制和时间控制序号温度范围（℃）
升温速度
（℃/Hr）所需时间（h）累计时
间
（h）备注
1
室温70
9
270～15024049
加料端池壁风包、卡脖吊墙水包、前脸水包及拐角砖水包等在点火前开启315004897L 吊墙温度、窑压投入使用4150～230
180177L 吊墙风机、钢碹碴风投入使用
52300242016230～3301100301助燃风机启用7330～420330331室外烟道闸板和换向烟道启用8420～800576407DCS 投入使用9800～10466
41448碎玻璃系统准备
完毕
10
过大火
5
453111046～14561041494热装设备4h
12
热装窑
01706647d 131456～15766
20
684
配料系统启用
14
引头子
合计28d
当过了大火后，开始为投碎玻璃和配合料做准备，图2
为投碎玻璃溜子图。
图2 投碎玻璃溜子图
投碎玻璃过程为用临时烤窑溜子将碎玻璃从料仓处投入玻璃窑炉内，一般将碎玻璃投入到玻璃液深度为1000mm 时再换成配合料。以此公司为例，投入碎玻璃量为2600t 后换成配合料，碎玻璃溜子按10t/h 投碎玻璃量来计算。图3为现场
投碎玻璃图。
图3 投碎玻璃溜子
本窑炉采用的是冷保+热保的方式，在前期冷态下，将熔化部碹顶、蓄热室碹顶、横通路和支通路碹顶均按设计要求施工，包括5mm 厚的硅质泥浆，40mm 厚硅质密封料和硅质保温砖的组合。图4为光伏玻璃横支通路碹顶俯视图，图5为熔
化部大碹碹顶图。
图
4 横支通路碹顶保温
激光焊管图5 熔化部碹顶保温
在施工时，保证各纵向方向中间预留800～1000mm 的位置不做保温，待烤窑达到一定温度后再进行热保处理。当所有热保完成后，各设计部位进行保温涂料处理，厚度按设计要求从50～170mm 厚度不等，保证窑炉热损失在范围之内，完工后在墙体用50×5的角钢加固。
烤窑期间每小时对涨尺进行记录，尤其是在窑炉温度在150～330℃，在此间硅砖膨胀最大。并且窑炉的主要大碹均为优质硅砖，大碹的好坏
直接影响整个窑期内玻璃的产量和质量，故必须重点对待。
5 烤窑后窑炉膨胀变化
GOIP设备是什么意思经现场烤窑后，统计出来各部位膨胀量，制成如表8所示膨胀量统计表，表9为现场每个班人员安排表，表10为现场工器具的使用及统计量，并且每个班有相应的管理人员统一管理所有人员，按烤窑公司的要求进行人员分工。对工器具每个班进行清点，并且填写工作日志和工器具管理表。表8为经过28天烤窑后，各部位膨胀量统计表，在烤窑前各部位做标记，当完成烤窑后统计得出的数据。
表8 烤窑后各部位膨胀量
序号所属
部位
子部位膨胀量（mm）备注
1熔化
部
大碹154
池壁（前）35前脸处测量
纵向池壁
（后）
20卡脖处测量
2蓄热
室
大碹55
墙体45垂直上升方向
3横通
路
大碹40
池壁20
端墙55两侧预留涨缝预留涨缝550预留涨缝及本胀死
4
支通
路
大碹35
预留涨缝20～130因支通路长短不一表9是每个烤窑班组需要的人员组成和人员
数量，并且不同的人员负责不同的工作。
表9 现场人员安排表
序
号
人员数量（人）主要职责
1总代表1
2温度控制3控制熔窑温度
3调节膨胀4控制和指挥松紧拉条和顶丝4协调代表1
电锅炉制造
5抄涨尺3按时测量，记录涨尺，记录松紧量，记录窑温
6松拉条8根据涨尺的量松紧拉条和顶丝，调节闸板等
7电工1
8钳工2
9合计23每班人员数量
表10是在烤窑过程中，必须使用的材料，每种材料有不同的用处，比如钢丝绳为测量碹的变化而做的基准线，膨胀尺为每小时观察窑炉大碹的变化而决定烤窑过程控制的重要依据，别的工具主要是松拉条，顶丝等。
表10 工器具安排表
序号设备名称规格型号单位数量备注
1钢丝0.3~0.5mm米500
2膨胀尺动尺非标个64
按现场图纸
施工
3滑轮33现场实际制作4扳手1熔化部大碹4
5扳手2横支通路大碹4
6扳手3蓄热室4
7大管钳1000mm长4
8小管钳400mm长4
9加料器非标2
10碎玻璃溜子现场制作2
按现场施工
要求制作6 结束语
当温度达到1526℃时，开始投碎玻璃，这个烤窑过程非常顺利，并且按照前期指定的烤窑曲线在进行，烤窑后和耐火材料理论膨胀量基本一致，完全达到了要求，并生产出了合格的光伏玻璃，满足各方面合同指标，得到业主的一致认可。因目前光伏玻璃行情较好，烤窑期间良好的操作过程对及时投
产和建设单位资金的回笼也起到了良好的效果。
参考文献
[1]彭寿，杨京安.太阳能压延玻璃工艺学[M].北京：化学工业出版社.2018.12.
[2]赵彦钊，殷海荣.玻璃工艺学[M].北京：化学工业出版社.2006.
[3]上海化工学院编.硅酸盐工业热工过程及设备（下册）[M].北京：中国建筑工业出版社.1980.
[4]上海化工学院编.玻璃工业热工设备/硅酸盐工业热工过程及设备[M].北京：中国建筑工业出版社.1980.
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