搪玻璃反應(yīng)罐是將高二氧化硅的玻璃，經(jīng)高溫灼燒而牢固地結(jié)合在金屬設(shè)備的內(nèi)表面上的一種常用化學(xué)反應(yīng)設(shè)備。由于其具備玻璃的良好耐腐蝕性和金屬本身高強度的優(yōu)點而被廣泛地應(yīng)用于化工、農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料、食品以及冶金等行業(yè)?！秹毫θ萜靼踩夹g(shù)監(jiān)察規(guī)程》將搪玻璃反應(yīng)罐列為第二類壓力容器。但搪玻璃反應(yīng)罐又屬于高值易耗產(chǎn)品，由于制造、運輸、安裝、使用、檢修不當，很易使搪玻璃反應(yīng)罐釉層發(fā)生損傷。受目前國內(nèi)搪玻璃反應(yīng)罐燒成工藝的限制，搪玻璃反應(yīng)罐難以避免地要產(chǎn)生一些制造缺陷，影響產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命。搪玻璃設(shè)備燒成爐是搪玻璃設(shè)備制造工藝的關(guān)鍵設(shè)備。一種采用帶有可升降輔助加熱器的內(nèi)熱式電爐，（國家專利號：ZL94227856.9）可實現(xiàn)搪玻璃反應(yīng)罐帶夾套整體搪燒。新工藝改革了沿襲幾十年的不帶夾套燒成搪玻璃反應(yīng)罐的老工藝，從而消除了制造過程中產(chǎn)生的機械變形、高溫熱沖擊、焊接應(yīng)力對搪玻璃釉層有可能產(chǎn)生的損傷及細微裂紋等隱患，大幅度地提高了產(chǎn)品質(zhì)量，延長了設(shè)備的使用壽命。由于該工藝使得搪玻璃反應(yīng)罐帶夾套整體燒成成為現(xiàn)實，由此可以開發(fā)出一種無上、下接環(huán)的搪玻璃反應(yīng)罐（國家專利號ZL94238687.6）。采用該項新工藝還可十分有效地修復(fù)報廢的搪玻璃反應(yīng)罐，使其重新投用，以節(jié)省大量的制坯體用鋼和較多能源。“搪玻璃反應(yīng)罐帶夾套燒成新工藝、新產(chǎn)品”已通過上海市科委組織的專家鑒定，舊罐復(fù)搪產(chǎn)品也在我們廠得到成功應(yīng)用。

1搪玻璃反應(yīng)罐燒成工藝

1.1國內(nèi)外搪玻璃燒成工藝概況

在大口徑搪玻璃制品如反應(yīng)罐、儲罐等的制造中，其內(nèi)壁的搪玻璃層需要多次進行高溫焙燒（即燒成）。目前，國內(nèi)燒成工藝多采用傳統(tǒng)式的中小型燃煤、燃油、燃氣室式的隔焰爐（俗稱馬弗爐）或鐘罩式電爐。燒成時，制品置于爐體中央，熱量由制品外壁傳導(dǎo)至內(nèi)壁進行燒成。馬弗爐的熱效率低，爐溫波動大，溫度均勻性差；而鐘罩式電爐的體積大，造價高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，耗電量大。

國外搪玻璃燒成爐已實現(xiàn)了規(guī)格大型化，燃料電氣化、控制自動化結(jié)構(gòu)輕型化，但造價昂貴。隨著搪玻璃行業(yè)燒成設(shè)備的不斷改進和更新，對燒成設(shè)備的熱效率、溫度的均勻性和快速燒成新工藝提出了更高的要求。實用新型專利“帶有可升降輔助加熱器的內(nèi)熱式電爐”有效地滿足了上述要求，且投資大大降低。

內(nèi)熱式電爐燒成工藝采用的是一種懸掛燒成方式，從搪玻璃反應(yīng)罐的腔內(nèi)對其內(nèi)壁加熱，使其搪玻璃層直接受熱輻射加熱至900℃左右進行燒成，同時在比較難以“燒熟”的部位適當輔以輔助外加熱器強化加熱，從而減少了熱損失，提高了熱效率、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。整個設(shè)備無論在體積、造價和能耗方面均有較大的降低。

1.2燒成工藝對鋼坯制造工藝的影響

目前國內(nèi)外搪玻璃反應(yīng)罐的燒成均為外熱式窯爐，因搪玻璃釉本身抗熱急變性差，因此制造搪玻璃反應(yīng)罐是先在內(nèi)筒體的相應(yīng)部位焊上上接環(huán)與下接環(huán)作為過渡（見圖1），待搪玻璃層燒成后，在上接環(huán)處復(fù)上一塊襯板，再將筒身與封頭組成的外夾套組件焊接在上、下接環(huán)上。

采用這種工藝生產(chǎn)的搪玻璃反應(yīng)罐工藝復(fù)雜，鋼材消耗大。特別由于在搪玻璃的鋼坯外層施焊，雖有上、下接環(huán)過渡，仍會產(chǎn)生熱應(yīng)力。且由于搪燒后內(nèi)筒體有所變形，組對夾套又會帶來機械應(yīng)力，使搪玻璃產(chǎn)生各種缺陷和難以察覺的諸如細微裂紋等隱患。同時，由于夾套是內(nèi)筒燒成后再組裝焊接，給作為壓力容器主要受壓元件的夾套的兩處B類焊縫的檢驗帶來難度。X射線要多層穿透鋼板和釉層，成像質(zhì)量差。特別是夾套耐壓試驗是在搪玻璃燒成后進行，對搪玻璃層將會產(chǎn)生損傷。

采用內(nèi)熱式電爐使搪玻璃反應(yīng)罐可以帶夾套燒成，從而可以取消夾套的上、下接環(huán)過渡。一種無上、下接環(huán)的搪玻璃反應(yīng)罐包括內(nèi)筒體、外夾套組件二部分（見圖2）。外夾套組件由帶收口的筒身與帶喇叭口的封頭組裝而成，且筒身的收口部位和封頭的喇叭口部位可直接焊接在內(nèi)簡體上，較后再進行搪燒。這種搪玻璃反應(yīng)罐由于減少了兩道環(huán)焊縫，同時搪燒過程也對夾套焊縫起到了退火作用，大大簡化了工藝，降低了鋼材消耗，也消除了老工藝組對、焊接應(yīng)力等可能導(dǎo)致產(chǎn)生搪玻璃層崩裂、破損的因素，從而大大保證了質(zhì)量，提高了產(chǎn)品一次合格率，降低了返修成本。新型搪玻璃反應(yīng)罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造工藝將更加符合壓力容器制造和檢驗的要求，從而解決了外熱式電爐一直難以解決的上、下接環(huán)焊縫無法檢驗這一難題。

2內(nèi)熱式電爐的結(jié)構(gòu)特征

內(nèi)熱式電爐的結(jié)構(gòu)原理是將電熱帶置于爐體的中央部位，反應(yīng)罐覆罩在加熱體上，直接輻射加熱搪玻璃釉層，電能消耗比外熱式可降低1／3。并實施吊裝與自轉(zhuǎn)相結(jié)合的新工藝，解決了外熱式窯爐燒成工藝難以突破的搪玻璃面雜質(zhì)和大法蘭變形的質(zhì)量問題。其主要特征有以下4個方面。

2.1加熱元件直接置于反應(yīng)罐內(nèi)腔

為了保證受熱均勻，電加熱器的外形輪廓線與反應(yīng)罐內(nèi)腔的母線基本相似。加熱器由幾組獨立加熱元件構(gòu)成并被倒置的反應(yīng)罐覆罩。分別用于加熱封頭、罐體和大法蘭邊。且可根據(jù)設(shè)備大小高低來組合加熱元件，每組加熱元件可單獨控制，適用范圍廣，不會造成大馬拉小車的現(xiàn)象。并采用可控硅電壓調(diào)整器和自整定溫度控制儀調(diào)整各段加熱元件輸出功率的大小，以保持合適的爐膛溫度。

2.2設(shè)置懸掛式吊燒工藝

由于國內(nèi)都采用隔焰窯或鐘罩式電爐燒成制品，其燒成工藝方法只能局限于直置式和平臥式，致使搪玻璃層表面雜質(zhì)增多，且制品的變形量大。這是因為制品燒成過程中受力是不均勻的，特別是在900℃的高溫熱態(tài)情況下其鋼坯的機械強度明顯下降平臥式燒成變形量的增大就難以避免?，F(xiàn)設(shè)置懸掛式吊燒工藝使制品處于自由狀態(tài)，故變形量很小，制品倒置雜質(zhì)也大大減少，搪玻璃質(zhì)量就有了保證。

2.3設(shè)置搪玻璃反應(yīng)罐自轉(zhuǎn)機構(gòu)

在設(shè)計中盡管考慮到功率合理地分組布置，并實現(xiàn)溫度分段自控，但每組加熱器之間由于受到電阻、電壓、相互間距離等因素的影響，還是會造成局部區(qū)域的溫差。為了減少這種溫差造成制品加熱溫度的不均勻性，設(shè)計了制品在懸掛狀態(tài)下自轉(zhuǎn)的機構(gòu)。實際測定，制品燒成質(zhì)量達到或很過部頒標準。

2.4熱量損耗小

內(nèi)熱式電爐與鐘罩式電爐相比較，就其爐膛保溫狀況來看，有了明顯提高。鐘罩式電爐其較高溫區(qū)在爐墻與制品之間，而內(nèi)熱式電爐其熱源置于制品內(nèi)腔，且制品在開始加熱時本身就是保溫層。若外爐壁厚度相同時，其表面散熱狀況內(nèi)熱式明顯減少。據(jù)估算，鐘罩式電爐的爐壁散熱熱損耗約為總熱量的20%～30%，而內(nèi)熱式占總熱量的10%。以K3000搪玻璃反應(yīng)罐燒成電耗實際測定為例：鐘罩式耗電一般約600kWh，而內(nèi)熱式為360kWh。若在搪玻璃反應(yīng)罐的外壁再加置一層保溫層，則爐壁的散熱損失就更少，熱效率就更高。

3搪玻璃反應(yīng)罐的修復(fù)工藝

3.1以往搪玻璃設(shè)備修復(fù)常用方法

搪玻璃設(shè)備因制造缺陷、機械損傷或介質(zhì)腐蝕，其玻璃襯里發(fā)生小面積損壞，可視具體情況進行修補。

3.1.1耐腐蝕金屬材料填塞法

當搪玻璃襯里表面發(fā)現(xiàn)有微孔時，可用耐腐蝕金屬加工成螺釘，用聚四氟乙烯做墊片，直接擰緊，固定在殼體上。如表面損壞較大時，選用不同耐腐蝕金屬制成一定形狀的墊，中間墊聚四氟乙烯片，然后用同種金屬加工成螺栓擰緊。但此法受修補位置、表面曲率的限制，施工有一定的難度，有些容易破損的部位如接管與筒體連接處等根本無法修補。

3.1.2無機或有機涂料修補法

先將已腐蝕部位表面清理干凈，用15%～20%稀硫酸除銹，然后用10%苛性鈉中和，水沖洗后擦干，再用熱空氣吹干。按一定比例配制無機或有機涂料涂復(fù)。涂復(fù)后緩慢加熱處理，全部固化后即可使用。但此法對某些介質(zhì)不適用，受使用溫度、流體速度影響較大。特別是在一些對異物點有要求的藥品生產(chǎn)中不太適合。此法一般使用壽命不長。

3.1.3重新返搪

受外熱式搪燒工藝的限制，一般廠家返搪工藝是先將舊搪玻璃層全部清除，割下外夾套，然后進行搪燒，燒成后再復(fù)焊外夾套。因此，修復(fù)后的搪玻璃反應(yīng)罐其原使用壓力不能保證，往往要降級使用。同樣，前述制造過程中可能產(chǎn)生的缺陷在此仍會出現(xiàn)，而且修復(fù)成本較高。

3.2內(nèi)熱式復(fù)搪新工藝

內(nèi)熱式電爐設(shè)計為可分段加熱，且還有可以上下升降的輔助加熱器。這樣既可以用來全部整修搪燒，也可以用于局部修復(fù)搪燒，對舊反應(yīng)罐的復(fù)搪特別有利。

內(nèi)熱式復(fù)搪工藝，由于采用帶夾套整體燒成方式，無須割焊外夾套，也就不存在將反應(yīng)罐降級使用的問題。另外，需復(fù)搪的舊反應(yīng)罐，一般只是局部損壞，外熱式復(fù)搪工藝無法局部修補復(fù)搪，而內(nèi)熱式復(fù)搪工藝卻可以進行局部復(fù)搪。局部修復(fù)搪燒的工藝是：先將損壞部分局部復(fù)搪，再進行一二次整體復(fù)搪。

4結(jié)束語

內(nèi)熱式電加熱設(shè)備的成功應(yīng)用，為搪玻璃反應(yīng)罐行業(yè)快速燒成新工藝的實現(xiàn)創(chuàng)造了必須的設(shè)備技術(shù)條件，并為帶夾套搪玻璃反應(yīng)罐的修復(fù)再利用提供了有效途徑。由此而開發(fā)出的無上、下接環(huán)的新型搪玻璃反應(yīng)罐，必將逐步取代現(xiàn)有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的搪玻璃反應(yīng)罐。搪玻璃反應(yīng)罐帶夾套整體搪燒使搪玻璃反應(yīng)罐的制造和修復(fù)工藝更加符合壓力容器的規(guī)范和質(zhì)量標準，既保證了設(shè)備的安全，降低了制造和修復(fù)費用，又延長了設(shè)備的使用壽命。