搪玻璃反應罐是將高二氧化硅的玻璃，經高溫灼燒而牢固地結合在金屬設備的內表面上的一種常用化學反應設備。由於其具備玻璃的良好耐腐蝕性和金屬本身高強度的優點而被廣泛地應用於化工、農藥、醫藥、染料、食品以及冶金等行業。《壓力容器安全技術監察規程》將搪玻璃反應罐列為第二類壓力容器。但搪玻璃反應罐又屬於高值易耗產品，由於製造、運輸、安裝、使用、檢修不當，很易使搪玻璃反應罐釉層發生損傷。受目前國內搪玻璃反應罐燒成工藝的限制，搪玻璃反應罐難以避免地要產生一些製造缺陷，影響產品質量和使用壽命。搪玻璃設備燒成爐是搪玻璃設備製造工藝的關鍵設備。一種採用帶有可升降輔助加熱器的內熱式電爐，（國家專利號：ZL94227856.9）可實現搪玻璃反應罐帶夾套整體搪燒。新工藝改革了沿襲幾十年的不帶夾套燒成搪玻璃反應罐的老工藝，從而消除了製造過程中產生的機械變形、高溫熱衝擊、焊接應力對搪玻璃釉層有可能產生的損傷及細微裂紋等隱患，大幅度地提高了產品質量，延長了設備的使用壽命。由於該工藝使得搪玻璃反應罐帶夾套整體燒成成為現實，由此可以開發出一種無上、下接環的搪玻璃反應罐（國家專利號ZL94238687.6）。採用該項新工藝還可十分有效地修復報廢的搪玻璃反應罐，使其重新投用，以節省大量的制坯體用鋼和較多能源。「搪玻璃反應罐帶夾套燒成新工藝、新產品」已通過上海市科委組織的專家鑒定，舊罐復搪產品也在我們廠得到成功應用。

1搪玻璃反應罐燒成工藝

1.1國內外搪玻璃燒成工藝概況

在大口徑搪玻璃製品如反應罐、儲罐等的製造中，其內壁的搪玻璃層需要多次進行高溫焙燒（即燒成）。目前，國內燒成工藝多采用傳統式的中小型燃煤、燃油、燃氣室式的隔焰爐（俗稱馬弗爐）或鐘罩式電爐。燒成時，製品置於爐體中央，熱量由製品外壁傳導至內壁進行燒成。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，結構複雜，耗電量大。

國外搪玻璃燒成爐已實現了規格大型化，燃料電氣化、控制自動化結構輕型化，但造價昂貴。隨著搪玻璃行業燒成設備的不斷改進和更新，對燒成設備的熱效率、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熱式電爐」有效地滿足了上述要求，且投資大大降低。

內熱式電爐燒成工藝採用的是一種懸掛燒成方式，從搪玻璃反應罐的腔內對其內壁加熱，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、生產效率和產品質量。整個設備無論在體積、造價和能耗方面均有較大的降低。

1.2燒成工藝對鋼坯製造工藝的影響

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

採用這種工藝生產的搪玻璃反應罐工藝複雜，鋼材消耗大。特別由於在搪玻璃的鋼坯外層施焊，雖有上、下接環過渡，仍會產生熱應力。且由於搪燒後內筒體有所變形，組對夾套又會帶來機械應力，使搪玻璃產生各種缺陷和難以察覺的諸如細微裂紋等隱患。同時，由於夾套是內筒燒成後再組裝焊接，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，成像質量差。特別是夾套耐壓試驗是在搪玻璃燒成後進行，對搪玻璃層將會產生損傷。

採用內熱式電爐使搪玻璃反應罐可以帶夾套燒成，從而可以取消夾套的上、下接環過渡。一種無上、下接環的搪玻璃反應罐包括內筒體、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簡體上，較後再進行搪燒。這種搪玻璃反應罐由於減少了兩道環焊縫，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、焊接應力等可能導致產生搪玻璃層崩裂、破損的因素，從而大大保證了質量，提高了產品一次合格率，降低了返修成本。新型搪玻璃反應罐的結構設計和製造工藝將更加符合壓力容器製造和檢驗的要求，從而解決了外熱式電爐一直難以解決的上、下接環焊縫無法檢驗這一難題。

2內熱式電爐的結構特徵

內熱式電爐的結構原理是將電熱帶置於爐體的中央部位，反應罐覆罩在加熱體上，直接輻射加熱搪玻璃釉層，電能消耗比外熱式可降低1／3。並實施吊裝與自轉相結合的新工藝，解決了外熱式窯爐燒成工藝難以突破的搪玻璃面雜質和大法蘭變形的質量問題。其主要特徵有以下4個方面。

2.1加熱元件直接置於反應罐內腔

為了保證受熱均勻，電加熱器的外形輪廓線與反應罐內腔的母線基本相似。加熱器由幾組獨立加熱元件構成並被倒置的反應罐覆罩。分別用於加熱封頭、罐體和大法蘭邊。且可根據設備大小高低來組合加熱元件，每組加熱元件可單獨控制，適用範圍廣，不會造成大馬拉小車的現象。並採用可控硅電壓調整器和自整定溫度控制儀調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設置懸掛式吊燒工藝

由於國內都採用隔焰窯或鐘罩式電爐燒成製品，其燒成工藝方法只能局限於直置式和平臥式，致使搪玻璃層表面雜質增多，且製品的變形量大。這是因為製品燒成過程中受力是不均勻的，特別是在900℃的高溫熱態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。現設置懸掛式吊燒工藝使製品處於自由狀態，故變形量很小，製品倒置雜質也大大減少，搪玻璃質量就有了保證。

2.3設置搪玻璃反應罐自轉機構

在設計中儘管考慮到功率合理地分組佈置，並實現溫度分段自控，但每組加熱器之間由於受到電阻、電壓、相互間距離等因素的影響，還是會造成局部區域的溫差。為了減少這種溫差造成製品加熱溫度的不均勻性，設計了製品在懸掛狀態下自轉的機構。實際測定，製品燒成質量達到或很過部頒標準。

2.4熱量損耗小

內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在爐牆與製品之間，而內熱式電爐其熱源置於製品內腔，且製品在開始加熱時本身就是保溫層。若外爐壁厚度相同時，其表面散熱狀況內熱式明顯減少。據估算，鐘罩式電爐的爐壁散熱熱損耗約為總熱量的20%～30%，而內熱式佔總熱量的10%。以K3000搪玻璃反應罐燒成電耗實際測定為例：鐘罩式耗電一般約600kWh，而內熱式為360kWh。若在搪玻璃反應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搪玻璃反應罐的修復工藝

3.1以往搪玻璃設備修復常用方法

搪玻璃設備因製造缺陷、機械損傷或介質腐蝕，其玻璃襯里發生小面積損壞，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現有微孔時，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製成一定形狀的墊，中間墊聚四氟乙烯片，然後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無機或有機塗料修補法

先將已腐蝕部位表面清理乾淨，用15%～20%稀硫酸除鏽，然後用10%苛性鈉中和，水沖洗後擦乾，再用熱空氣吹乾。按一定比例配制無機或有機塗料塗復。塗復後緩慢加熱處理，全部固化後即可使用。但此法對某些介質不適用，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，然後進行搪燒，燒成後再復焊外夾套。因此，修復後的搪玻璃反應罐其原使用壓力不能保證，往往要降級使用。同樣，前述製造過程中可能產生的缺陷在此仍會出現，而且修復成本較高。

3.2內熱式復搪新工藝

內熱式電爐設計為可分段加熱，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，也可以用於局部修復搪燒，對舊反應罐的復搪特別有利。

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

4結束語

內熱式電加熱設備的成功應用，為搪玻璃反應罐行業快速燒成新工藝的實現創造了必須的設備技術條件，並為帶夾套搪玻璃反應罐的修復再利用提供了有效途徑。由此而開發出的無上、下接環的新型搪玻璃反應罐，必將逐步取代現有傳統結構的搪玻璃反應罐。搪玻璃反應罐帶夾套整體搪燒使搪玻璃反應罐的製造和修復工藝更加符合壓力容器的規範和質量標準，既保證了設備的安全，降低了製造和修復費用，又延長了設備的使用壽命。