第四章玻璃马蹄焰窑炉砖结构、钢结构设计与计算

AB =2602.177/40=65 n AB n
' '
a
’’
=
=2896.0696/40=72 300/400/72/65
根据设计图册选砖尺寸：优质硅砖 小炉碹计算 已知：碹跨 b=1678.98 mm 求：碹砖大小头尺寸 半径 R= b
2Fra Baidu bibliotek
碹股高 f=186.5 mm
碹厚 δ =300 mm
4f 8f
B B 2 =389.18+ （ 85+1.67 ） =475.85 mm
α 1 = B B 2 /0.01745R=475.85/0.01745 × 2221=12.28
2 =AA 2－ AA 1 =（ 2221+193 AA ） tg12.28 － 427=98 mm
△ f 2=f 2－ f 1=2221（ 1－ cos12.28 ）－ 34=17 A2C2=A1 C 1+△ f 2=227+17=244 mm B2C2=A2 C 2tg α 2=244tg12.28=53 mm 炉条中心距定为 466mm ，所以砖Ⅱ长度 B=460mm 砖Ⅲ取 A 2 A3=645 mm tg α 3=（ 427+98+645 ） / （ 2221+193） =0.4847 α 3=25.9 △ f 3=f 3－ f 2=172.3 mm A3C2=A2C2+ △ f 3 =224+172+396 B3C3=A3C 3 tg α 3=396× tg25.9=192 mm
第四章
4.1 砖结构设计与计算
4.1.1 砖结构设计 池底
砖结构、钢结构设计与计算
池底宜采用多层式结构，采用耐侵蚀和保温相结合的结构。 耐侵蚀采用 80mm 厚电熔 AZS砖和 50mm 锆质捣打层。 主体材料用 300mm 厚粘土大砖 ( 齐缝排列 ) 。 池壁 因池壁直接与玻璃液接触， 故要选择耐侵蚀的电熔铸锆刚玉砖。 砌筑池壁时 应尽可能减少水平砖缝。故选用 300× 400× 1000 电熔锆刚玉砖，整块立砌。
碹跨 碹股 胸墙厚 玻璃夜深 次梁间距
次梁单跨（主梁间距） 立柱长 4300mm
砖柱间距（主梁跨距） 3000mm
碹角钢用槽钢反顶， 胸墙托板用铸铁板下设下巴掌铁， 池壁顶铁用扁钢， 窑 碹用硅砖，胸墙用电熔砖，间隙砖用电熔锆刚玉砖，池壁用电熔锆刚玉砖，池底 主体用粘土大砖，首层铺设电熔砖。 V V 4.2.2
’
'
'
’
’
AB n
=69
'
a
’’
=
AB n
'
=76 300/400/76/69
根据设计图册选砖尺寸：电熔锆刚玉 蓄热室碹计算 已知：碹跨 b=3200 mm 求：碹砖大小头尺寸 半径 R= b
2
碹股高 f=536.25 mm
碹厚 δ =300 mm
4f 8f
2
=
(3200 )
2
4 (536 .25)
2
4f 8f
2
=
( 2650 )
2
4 (530 )
2
=1921 mm
8 530
中心角 θ： sin
2
=
b 2650 = =0.69 2R 1921 2 =87.2 2
0
θ =2 arcsin
’
炉条碹宽度： b =150 mm 碹角砖内高： c=65mm 碹砖大头： a=85 mm 碹砖小头： a =82 mm 每环用砖 39 块 蓄热室找平砖尺寸计算 : 炉条外碹弧长：
’
'
'
’
’
AB n
=98
'
a
’’
=
AB n
'
=109 300/400/107/101
根据设计图册选砖尺寸：镁铬砖
4.1.4 蓄热室平砖计算
蓄热室跨度： b=3200 mm b〉 1800 mm 用两块炉筋 碹厚 δ =300 mm 炉条碹厚： 300 mm 碹股升高 1/5 2650× 1/5=530 mm 碹半径 R= b
’
δ 外 =0.01745R 外 θ =0.01745 ×（ 1921+300）× 87.2=3380 mm 炉条碹砖上口泥缝 d 上 =（ δ 外/n ）－ a=(3380/39) － 85=1.67 mm
假设用两块炉条筋其位置位于从中间往两边第六块半处，路条筋找平砖分 为：如下图：砖Ⅱ为炉条筋。 砖Ⅰ 设碹喳下底面至找平砖平面距离为 h
根据设计图册选砖尺寸：优质硅砖 工作池碹计算 已知：碹跨 b=2500 mm 求：碹砖大小头尺寸 半径 R= b
2
碹股高 f=312.5 mm
碹厚 δ =300 mm
4f 8f
2
= =
(2500 )
2
4 (312 .5)
2
=2656.25 mm
8 312 .5
中心角 θ ： sin arcsin 2 θ =56.14
MD=3.737 × 0.75=2.8 t-m M =3.737 × 3.3+0.617-3.868 × 1.83=5.87 t-m E 因为 M D < ME 所以 M E 是最大弯距 按立柱长查表 8-46 得 φ =0.88 δ弯取 1450 公斤 / 厘米３ ω x=587000/(0.88 × 1450)=460 厘米３ 用 2[ 25a， ( ω x=2× 250=500 cm2) 符合要求 （ 《玻璃池炉工艺设计与冷修》表 4.2.5 柱脚螺栓计算 R=3.868+1.984-3.737=2.115 t 4-27 ）
K=1+1/(0.688/5.84+2 × 0.688/0.3-1) =1.27 Ht=(1.27 × 3.23 × 1.0/2) Vt=Ht × tg28.2=2.056 t P=(1/2) × 1.15 2× 3× 1 =1.984 t 碹脚砖面积同上，假定碹脚钢用 ?25a ，单位 0.0275 吨 / 米 × ctg28.2=3.868 t
硅
=1.8 t/m 3 =2.4 t/m 3
V V
F-AZS
=3.3 t/m 3
玻
粘
=2.25 t/m 3
数据准备
γ 1=5.5 2/(8 × 0.688)+0.688/2=5.84 m γ 2=5.84+0.3=6.14 m sin( θ /2)=5.5/(2 × 5.84)=0.47
所以 θ =2× arcsin0.47=56.4 ° G= （θ /360 ） Л （ γ 22- γ 12） V 硅 =(56.4/360) t/m × (6.14 2-5.84 2) × 1.8=3.23
窑炉大碹计算 已知：碹跨 b=5500 mm 求：碹砖大小头尺寸 半径 R= b
2
碹股高 f=687 mm
4f 8f
2
=
( 5500)
2
4( 687 )
2
=5847.5 mm
8 687
中心角 θ： sin arcsin
= 2
0
b 2R
=
7400 5847.5 2
=0.632749
2
0
=39.25
θ =78.5
2
=2655.071mm
8 536 . 25
中心角 θ ： sin arcsin 2 θ =74.116
0
2
=
b 3200 = =0.6026 2 R 2655.071 2
=37.06 0
碹内弧长 AB =0.01745Rθ =3433.8676 mm 碹外弧长 A B =0.001745 R θ =0.01745 × (2655.071+300) × 74.116=3824.86mm 设每环用砖 35 块 a =
ω 1=Vt+碹脚砖重 +碹脚钢重 =2.056+0.097 × 1× 1.8+0.0275 × 1=2.2581 t ω 2=胸墙重 =0.2 × 1.5 × 1× 3.3=0.99 t Q=2.2581+0.99=3.2481 t 假定立柱用 ?18a e=(0.2/2+0.18/2)=0.19 M=Qe=3.2481 × 0.19=0.617 t-m 4.2.3 拉条计算 T=[3.868 t δ 拉条取 1000 公斤 / 厘米２ F 拉条＝ 3737/1000 ＝ 3.737cm2 φ 拉条＝√（ 4× 3.737/ Л）＝ 2.18 cm=21.8mm ，为了保险起见，用 Φ 25mm 4.2.4 立柱计算 × (1.57+1.83)+1.984 × 1.5-0.617]/(1.57+1.83+0.75)=3.737
0
b 2R
=
2500 2656. 25 2
2
=28.07 0
碹内弧长 AB =0.01745Rθ =2602.177 mm
碹 外 弧 长 A B =0.001745 56.14=2896.0696 mm 设每环用砖 40 块 a =
’
'
'
R θ
’
’
=0.01745 × (2656.25+300) ×
胸墙 胸墙不与玻璃液直接接触， 粉料的飞散和拱顶熔融后的流下物， 所以胸墙材 料要求耐高温耐侵蚀，故选用优质硅砖 大碹 大碹要在高温碱蒸汽下使用，但为了使被侵蚀部分不受影响，选用优质硅 砖。这样熔融后流下不致使玻璃出现明显缺陷。 流液洞 流液洞通道侧壁与玻璃液接触，并且要接受液流的冲刷，使用环境在 1300~1450℃的条件下，故选用 F-AZS 无缩孔砖（ 40#） 。规格 1000× 400× 300。 流液洞盖板与玻璃液接触并且有气液相上砖孔侵蚀，在 件下选用 F-AZS 无缩孔砖（ 40#） 。 窑坎 窑坎与玻璃液接触有强制冲刷。同样选用 加料口拐角砖 与玻璃液接触并有温度变化，粉料堆积较大，并有机械冲刷，选用 无缩孔砖。 其余熔化部耐火材料 默认使用 F-AZS 电熔铸锆刚玉砖 F-AZS F-AZS 无缩孔砖。 1300～ 1450℃的条 750× 400× 300。
h=16× (65+13)=1088AB=1088 － (65+530+300) =193 mm
B B 1 =4.5 × 85+4× 1.67=389.18
α 1 = B B1 /0.01745R=389.18/0.01745 × 2221=10.04 f 1=R(1－ cos α 1)=2221(1 － cos10.04)=34 A1C1=AB+f1 =193+34=227 B1C1= A 1C1tg α 1=227× tg10.4 AA 1 =Rsin α 1+ B 1 C 1=2221sin10.04+40=427 mm 砖宽： B=150 mm 砖Ⅱ炉条筋：
2
=
(1678.98)
2
4 (186 .5 )
2
=1982.643 mm
8 186 .5
中心角 θ： sin θ =50.10
0
2
=
b 1678.98 = =0.4234 2 R 1982.643 2
碹内弧长 AB =0.01745Rθ =1733.3 mm 碹外弧长 A B =0.001745 R θ =1908.16 设每环用砖 25 块 a =
3 +△ f 4=396+427=823 A4B4=A3C
砖Ⅳ宽 B=150 mm
4.2 钢结构设计与计算
4.2.1 原始数据 5500mm 687.5mm 200mm 1150mm 500mm 5300mm 碹厚 胸墙高 池深 池壁砖厚 立柱平均间距 300mm 1500mm 1200mm 300mm 1000mm
工作池 拱顶及拱脚砖， 胸墙工作池因温度变化比较低， 所以硅材要求可放宽， 使用 普通硅砖就行。 其他池壁和铺面材料与熔化池基本相同。 小炉 小炉各部位中喷火口及底板前段以及喷火口用 采用优质硅砖。 蓄热室 蓄热室侧墙上部采用铬镁砖，下部采用粘土砖。 中间隔墙上部采用镁铬砖，下部采用粘土砖。 4.1.2 保温 池底保温 池底采用粘土大砖 300mm 和轻质粘土砖 200mm ，外加石棉。 池壁保温 池壁保温采用 115mm 厚的轻质高铝砖和 115mm 厚的硅酸钙板。 胸墙保温 胸墙保温用 115mm 厚的轻质粘土砖和 115mm 厚的硅酸铝板砖。 大碹保温 大碹保温采用轻质硅砖、 轻质高铝砖保温， 窑内温度升到 1300℃以后保 温。 工作池 工作池部分的保温结构相同于熔化池部分。 小炉 小炉碹保温结构与大碹相同。 小炉侧墙保温采用 230mm 厚的轻质硅砖。 蓄热室 蓄热室碹与大碹相同。 蓄热室侧墙中间层用轻质高铝砖加以保温。 4.1.3 拱碹计算 41#F-AZS砖，小炉侧墙斜拱
砖Ⅲ宽等于炉条宽，所以
B=150 mm
砖Ⅳ A 3A4=L/2 －（ AA 1+A 1A 2+A 2A 3） =400 mm] sin α 4=L/2R=3140/ （ 2× 2221） =0.7068 α 4=44.98=45 △ f 4=f 4－ f 3=2221（ cos25.9 － cos45） =427
碹内弧长 AB =0.01745Rθ =0.01745 × 5847.5 × 78.5 =8010 mm 碹外弧长 A B =0.001745 R θ =0.01745 × 6197.5 × 78.5=8489.5 mm 设每环用砖 79 块 a =
’
'
'
’
’
AB n
'
=101
'
a
’’
AB = =107 n 300/400/107/101