截錐彈簧在大型浮法玻璃熔窯烤窯時的應用

【中玻網】在玻璃熔窯構件上使用截錐彈簧是由歐洲DTEC公司在本世紀初提出的，將截錐彈簧應用在熔化部兩側鋼立柱與碹腳鋼件之間，可以保證冷態大碹整體預緊力均勻，熱態膨脹時在一定范圍內自由伸展，不僅確保升溫控制操作簡便，還能大大降低勞動強度，清理以往憑經驗松緊拉條不均勻對大碹質量造成的影響。

　　截錐彈簧在國內玻璃窯上應用很少，對烤窯過程中彈簧的調整尚在摸索階段，國內某公司在消化吸收的基礎上，將截錐彈簧應用在其承建的非洲800t/d熔窯(熔化部)項目上，項目熔窯采用7對小爐，熔化部設13節大碹，每節大碹兩側共使用4個截錐彈簧(總計52個)，在大碹砌筑完成后脫碹胎時，頂部抬高10mm，碹的兩端同時向內收縮20mm，此時碹跨度B=12900mm，只考慮大碹本身的重量(沒有保溫層)，水平推力計算如下：

　　1、實際測量與調整

　　為保證冷態大碹整體預緊力均勻，可通過各節大碹的截錐彈簧實測H冷態值來做調整，具體調整如下：

　　（1）彈簧組裝后M72螺母在自由狀態下預緊，頂鐵端部接觸碹腳鐵，在螺桿上做好相應標記，80銷軸自立柱距頂鐵端部350mm。

　　（2）為安全操作，借鑒拉條結構大碹起碹經驗，暫定分2次把碹起升8~10mm，使大碹脫離碹胎，開始起碹時，首先調整截錐彈簧組件里的安全頂絲，使其頂緊碹腳鐵，當安全頂絲調整不動時，再調整截錐彈簧螺母，就這樣每旋擰螺母兩扣時頂絲跟進頂緊一次，兩側對稱同時操作，完成一次頂緊測量一次碹高，當碹升高達到5mm時，再調整下一節碹，如此從后往前調整一遍，之后再調整第二遍。

　　（3）當大碹起拱8~10mm時，彈簧M72螺母旋擰到位，再通過實測H冷態值對預緊力作出微調，調整時可參考前后大碹拱高統一調整。

　　（4）調整后全部截錐彈簧組件里的安全頂絲要頂緊帶勁，此時的彈簧時處于第二位承受碹梁彈性變形以外的補償，實測數據見表1.

　　通過截錐彈簧的冷態計算，M72螺母的螺距是6mm，起碹時M72螺母需擰緊8圈，事實證明，實際測量的冷態數值和理論計算的冷態調整量基本相符，均在預計范圍內，不僅滿足大碹預緊力均衡一致，而且也為熱態烤窯升溫調整提供了參考經驗。

　　2、截錐彈簧在烤窯升溫過程中的調整

　　2.1調整依據

　　（1）首先計算大碹硅磚受熱后的非常大膨脹量，經核算大碹兩端會各自向外移動84mm。

　　（2）依據前式，計算得出截錐彈簧的熱態工作P=230kN，對應彈簧參數曲線H熱態=238mmm。

　　（3）如前所述冷態起碹后H冷態=272mm，而熱態H熱態=238mm，說明彈簧會被再次壓縮34mm，考慮大碹熱膨脹向外移動的84mm，實際彈簧在熱態調整時需向外退84-34=50mm，M72螺母的螺距是6mm，所以彈簧較終在熱態調整時需向外約退8圈半，實測數據見表2.

　  2.2升溫操作

　　烤窯升溫過程實際就是彈簧被不斷壓縮，依據△H熱態的數值變化不斷做出調整的過程，具體操作參見圖1.

　　（1）先在碹腳梁接觸面與立柱內側面做一個標尺，做好原始記錄，依此可在烤窯過程中直接看出大碹向兩側膨脹伸展了多少毫米。

　　（2）根據烤窯升溫曲線，脹尺每升高5mm就要松緊一次彈簧頂絲，以頂絲的1/6面為基準，一般先松安全頂絲的1/3個面，看碹落幾毫米，若碹尺沒反應，再松彈簧頂絲，也是松1/2個面(尤其是在350~600℃之間硅磚膨脹期內)，整個過程要勤觀察脹尺的變化，每次都是先松安全頂絲看碹尺的反應，沒變化再松大螺母，循環操作時兩側對稱操作，期間操作頂絲時雙排4個頂絲對角松緊，單排2個頂絲先下后上。

　　（3）整個過程分時（1~2h）分次進行，依據上述做的標尺和彈簧△H熱態的數值變化決定分次進行次數，每次操作從1#大碹開始，輪次進行至13#大碹。

　　（4）當全部調整到位后（彈簧大螺母實際外退8圈），彈簧時處于主要承受碹梁彈性變形補償的，整個支撐結構使彈性的，全部安全頂絲頂緊帶勁時處于第2位彈性補償，屬剛性的，此時安全頂絲就起一個結構的安全保險作用。

　　截錐彈簧應用分為單側和雙側，單側應用是先計算好大碹的膨脹量，在大碹施工時就把碹要膨脹的間隙在一側預留好，升溫時靠彈力強制讓大碹往一個方向膨脹，緊碹和烤窯時，只調整一側，雙側應用，大碹升溫時碹向兩側均衡自由膨脹，類似于拉條結構，烤窯和緊碹時兩側要同時進行，大碹的膨脹均勻性更好。