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“精品长寿窑炉”的实例解析

 广州隆翔化妆品有限公司

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1 窑炉的基本概况

简要介绍:
窑型:横火焰玻璃窑炉
面积:140平方米
结构:六对小炉的横火焰玻璃窑炉
料种:琥珀色、翠绿色、淡青色及普白色料
出料量:340t / d
料质评价:比较稳定及高质量的日用玻璃料
空间温度范围:1500℃ ~1590 ℃
消耗情况:100 kg/t~130kg/t
生产线配置:前期配置两条十二组双滴料制瓶生产线,后期改为配置三条制瓶生产线,分别是十二组双滴料、十二组三滴料和八组三滴料。
投产时间:1995年7月1日
运行状况:平稳运行15年零3个月后受外部环境要求而停产,中途没有停炉冷修过,窑炉整体状况仍然比较好。
总出料数量:1 412 176吨(周期熔化率为10 087吨/平方米)。
总运行时间:平稳运行15年零3个月后受外部环境要求而停炉,中途没有冷修过。
建造相对“单位造价”:37.6万元/平方米。

2“精品长寿窑炉”的特征

本节主要对该窑炉在运行总计时间内现实状态的简述,包括是否出现过料质熔化方面的问题;从管理理念和管理制度建设措施等方面进行描述,给人们以某些启迪的联想与思考,引导行业以新的理念关注精品“长寿窑炉”。
2.1该窑炉平稳运行了15年零3个月后,应外部环境要求而停产,中途没有停炉冷修过。在总体运行时间内,窑炉基本处于稳定状态,各部位侵蚀比较平衡,没有出现非常明显的短板现象,到停炉前存在的问题有:熔化池壁需要全面贴砖保护、窑顶第一二节比较多烧穿的孔洞经常需要热修补、蓄热室中格子体需要定期清理、窑底部分在第一二号小炉对出位置显然受到侵蚀而在窑底钢板处测得温度有所升高。
2.2运行过程中没有出现过因窑炉方面的熔化问题,最为严重的一次石子问题是由于外购碎玻璃质量造成。
2.3窑炉运行过程的熔化操作执行O-I公司的熔化最佳操作,具体到液面、温度、窑压的设定和控制,而其中燃烧温度的执行又具体到油温、油压、雾化气压以及各小炉油流量的分配和风油比等的设定和控制。需要有过硬的车间级的管理制度和一支训练有素执行力强的熔化工队伍。
2.4窑炉运行过程的维护操作执行O-I公司的窑炉维护最佳操作,具体到每个部位的日常检查(包括日检、周检和月检)、诊断分析、检修记录等,如遇较大问题上报上一级技术中心专家会诊解决。需要有过硬的车间级的管理制度和一支经验丰富热修能力强的窑炉热修队伍;

3对窑炉结构和材料匹配的分析

本节简介窑炉结构上的一些“突出特征”,再从材料匹配方面,简要介绍应该注重的留意点。
该窑炉设计使用十年,在经过十几年运行之后的现在看来,它的设计是非常成功的,但该窑炉的设计属于非常的典型和普通,熔化率设计为2.44 t/d·m²,对于大型玻璃池炉来说也比较普通、不算特别。
3.1该窑炉一些特点:
(1)六对小炉的横火焰玻璃池炉,池深1.4m;
(2)加料设计为两台全密封加料机,采用扇形加料法;
(3)下沉式流液洞设计有利于阻止玻璃液从工作室回流而节能;
(4)只有在熔化池靠近热点位置(第四至第五号小炉之间)设置一排12支的鼓泡,但没有设置窑坎;
(5)箱型连通式蓄热室;
(5)全保温窑炉设计。
3.2耐火材料匹配使用情况:
(1)全方位匹配非常重要,尤其是影响寿命的重要部位之间的匹配至关重要,这是窑炉长寿的先决条件。整个窑炉的耐火材料均为进口材料;
(2)容易侵蚀的池壁、流液洞、加料口所使用的材料均为上乘的进口电熔锆刚玉,其中整个流液洞、加料口拐角、鼓泡砖及鼓泡对位的池壁砖均为41#进口锆刚玉砖。国内存在这些部位使用材料不好而中途漏料被迫停炉冷修的情况时有发生,应加以留意和避免;
(3)蓄热室中的格子体也非常重要,特别是上层部分,均使用电熔镁砖,以确保格子体在窑炉整个运行周期中不至于烧熔、爆裂而堵塞格孔或垮塌;国内存在由于格子体堵塞或垮塌被迫停炉冷修的情况时有发生,应加以留意和避免;
窑顶大碹及熔化部火焰空间的前后墙均使用顶级进口硅砖。小炉则使用普通的电熔锆刚玉足以匹配十年以上的窑炉。这里的留意点是注意火焰空间如胸墙等墙体的支撑和稳固,国内存在这些部位后期支撑不好致倾斜甚至倒塌被迫停炉冷修的情况时有发生,应加以留意和避免;
窑底铺面砖及捣打料使用的材料是电熔锆刚玉。后期窑底钢板测得温度的上升说明该部位的铺面砖和捣打料已经被侵蚀而已经有玻璃渗进窑底耐火材料中。国内存在这些部位后期渗进玻璃致漏料被迫停炉冷修的情况时有发生,尤其对于生产浅色玻璃同时外购玻璃使用量较大的窑炉,应加以留意和避免。

4对“精品长寿窑炉”的基本评估

本节进行窑炉综合经济合理性的分析和描述,包括产出投入比值,全程时间内总出料量;周期熔化率;中间曾经发生过的费用;窑炉运行过程曾经进行的修复及修复程度的概述;窑炉全程所耗费用(含初始建造费+平时维护费用)总值的汇总÷全程出料量=单位出料量综合成本;说明长寿的经济合理性。
该窑炉全程总出料量为1 412 176t,周期熔化率达到10 087 t/㎡,建造费用(含耐火材料和钢结构及设计费用)为5 266万元,窑炉平时维护费用为200万元,窑炉全程所耗总费用为5 466万元,窑炉全程玻璃利用率为88%,每吨玻璃成品售价按2 000元计算,行业平均水平按每吨1500元计算。
4.1经济帐计算:
(1)单位出料量窑炉建造成本:5 266×10 000元/1 412 176吨=37.3元/吨
(2)单位出料量窑炉综合成本:5 466×10 000元/1 412 176吨=38.7元/吨
(3)单位成品窑炉建造成本:37.3元/吨÷88%=42.4元/吨
(4)单位成品窑炉综合成本:38.7元/吨÷88%=43.9元/吨
(5)单位熔化面积的产值:10 087吨/平方米×88%×2 000元/t=1 775万元/㎡
(6)单位窑炉综合成本的产值(产出与投入的比值):1 412 176吨×88%×2 000元/吨÷(5 466×10 000)元=45.5
4.2窑炉运行期间的热修维护情况
(1)池壁贴砖,效果好且不影响生产及玻璃质量;
(2)流液洞面上贴砖,效果好且不影响生产及玻璃质量;
(3)第一、二节大碹的热修补,效果好且不影响生产,但有时会产生少量结石;
(4)蓄热室格子体清理,效果好且不影响生产及玻璃质量;
(5)日常更换油嘴砖,效果好且不影响生产及玻璃质量;
4.3与本行业平均水平的比较和分析
(1)数据对比表

(2)对比分析
a)窑炉产出与投入比值综述:
衡量玻璃窑炉的经济效益或者经济合理性,笔者认为最客观科学的数据应该是窑炉产出与投入的比值。因为窑炉产出投入比值反映包含了该窑炉在其运行周期中的寿命、能耗、熔化率、产品质量等成本因素及市场价格因素,而这些因素直接影响着企业的经济效益,所以该比值的高低既能衡量窑炉的经济合理性,同时也反映了企业的经济效益。
b)窑炉产出投入比值数据分析:
从上表数据可以看出,该精品长寿窑炉的产出投入比值为45.5,相比行业平均水平的29.1,高出56 %,这是巨大的区别。虽然该精品长寿窑炉的造价投入接近行业平均水平的两倍,但这恰恰表明,企业要想取得好的经济效益,就需要舍得前期资金的投入。
也许有些同仁认为以上窑炉的产出计算对比不够科学(尽管是比较符合实际的数据),那么我们以同一市场售价即均以每吨玻璃产品1 500元来计算,则广东澳联四号窑的窑炉产出投入比值变为34.1,仍然比行业平均水平的29.1高出17%,这仍然具有相当大的比值优势。
c)窑炉投入和寿命比对分析:
如果单纯以窑炉的投入和寿命来比较,不考虑更全面更科学的产出投入比值,也同样可以直观的说明问题。广东澳联四号窑的寿命超过行业平均水平的三倍,按此寿命(15.25年)计算可得出行业平均窑炉投入为(15.25÷5)×20万元/㎡=61万元/㎡,远高于广东澳联四号窑的综合投入(39万元/㎡)。或者用另一种换算,广东澳联四号窑如按行业窑炉平均寿命折算,则其窑炉投入仅为39×(5÷15.25)万元/㎡=12.8万元/㎡,只相当于行业平均水平的64%,换句话来说,广东澳联四号窑比行业窑炉投入平均水平节约了7.2万元/㎡。不比不知道,一比吓一跳,这可是一个巨大的成本优势啊!

5窑炉“长寿”因素的理性深度剖析

本节主要从突出窑炉长寿的共性主要要素和次级要素以及个性的主要要素和次级要素。
5.1共性的突出长寿的主要要素和次级的要素
(1)共性主要要素:
优良合理的窑炉设计,包含耐火材料的质量和各部位的匹配。众所周知,一座窑炉的寿命长短,首先是设计,比如国内,有些窑炉设计3年~5年,有些5年~8年,而精品长寿窑炉应该设计10年以上。于是精品长寿窑炉最主要的共性的依赖要素是耐火材料的质量,也就是说使用高质量的耐火材料才是窑炉长寿的前提和先决条件。然而一味的追求各部位最高档的耐火材料,势必使建造成本大增,所以最为重要的是各部位材料的匹配问题。试想各部位都使用最高档的材料,有的部位可以使用10年(假设该部位10年后无法热修),有的部位可以使用15年甚至20年,则该窑炉的寿命也就只能是10年,那么能够使用15年甚至20年的材料显然浪费了,或者说这里出现了使用材料的不匹配,虽然只用十年的材料符合设计要求,但与其它部位的材料不匹配。或者另一种情况,即大部分材料超过了10年的使用寿命,而其中一两个部位的材料的寿命明显短于10年。以上两种情况均为前面所说的存在短板的问题。这样的浪费应该避免,设计时就要做到选材的匹配,使窑炉发挥最高使用效率和达到投入产出的最高效率。广东澳联的四号窑炉,其设计为10年~12年,实际运行超过15年,说明其首先达到了共性的主要要素,即具有优良合理的窑炉设计、高效优质的耐火材料和各部位非常合理的材料匹配。
(2)共性次级要素:
窑炉建造和烤窑质量。本来一座窑炉寿命的长短,最主要的应该是窑炉的设计和选材,然而,如果建造质量和烤窑质量不好,也会影响到窑炉的寿命。因此我们将其作为次要的要素来考虑。广东澳联的四号窑是由上海市冶金建设公司承建,其建造质量获得广东澳联中外方窑炉专家的高度评价和赞许;烤窑则由美国热作公司采用当时国际上比较先进和流行的热风烤窑技术,加上我们自己的热修队伍的紧密配合,使得烤窑质量也得到广东澳联中外方窑炉专家的高度评价。正是由于以上两方面的因素,才为该四号窑能够连续不间断使用超过15年打下了坚实的基础。
5.2个性的突出长寿的主要要素和次级的要素
(1)个性主要要素:
全过程全方位的监控和及时的热修维护。笔者把这点作为个性的主要要素来写,是因为广东澳联拥有一支经验丰富、热修能力特别强的窑炉热修队伍,我们称之为铁军,这在目前国内同行中是久负盛名的。通过他们对待一个窑炉就像呵护一个生命一样的全方位的监控和维护,使得窑炉在任何时候出现何种症状的问题都能了如指掌。这就好比私人医生对他主人的身体一样,贴身诊断才能及时对症下药,提前调理、及时医治。对窑炉贴身监控才能提前预防和及早热修处理,才可避免运行中途出现诸如漏料、格子体堵塞倒塌、窑顶烧穿倒塌等等严重影响窑炉寿命的事故。当然窑炉监控和维护过程需要一些适用的工具和匹配的材料做支持,这一点也比较重要。
(2)个性次级要素:
科学的窑炉运行操作和管理。其实这个要素可以与前面的主要要素相提并论,如从管理的角度来说,甚至可以包含上述的主要要素。这个要素对窑炉的寿命同样重要,只是笔者侧重于广东澳联有别于其他同行的强大的热修队伍,以及文章次序安排的原因,所以把这个要素屈居为次级要素。科学的窑炉运行操作和管理,在前面已提到,需要拥有过硬的车间级的管理制度和一支训练有素执行力强的熔化工队伍,才可以时刻掌控窑炉的运行状况,这里可以把车间比喻为一个车队,而熔化工就是驾驶员,因此大家不难想象,熔化工对于窑炉使用寿命的重要性,就相当于驾驶员对于车的使用寿命的重要性一样,甚至有过之而无不及。

6评价与观点

本节从技术与管理两个层面进行分析与评价,总结正面的经验,给本行业一个警示或启迪性的作用;简述这个成熟实际案例的普遍意义及对行业提供的借鉴;提出笔者概括性的观点;最后给行业及各企业提出建议。
玻璃窑炉是玻璃生产企业极其重要的大型设备,我们称之为玻璃厂的“心脏”。无论从投入成本还是运行过程消耗的制造成本,窑炉毫无疑问是玻璃企业最大的设备。换句话来说,玻璃窑炉在其运行周期中,其运行的寿命、能耗、熔化率、产品质量将直接影响着企业的经济效益。因此,窑炉对于玻璃企业整个运营过程及运营成本的重要性必须引起各玻璃企业最为高度地重视。
6.1从技术层面上
通过以上的介绍,大家可以明白,一个成熟的精品长寿窑炉,首先要有“精品战略思维”,需要从窑炉的设计入手,要舍得资金的投入,选择符合设计所需要的匹配的高品质的耐火材料,选择好的筑炉公司,选择好的烤窑公司。这是精品长寿窑炉必须具备的先天和先决条件。广东澳联四号窑能够连续不间断运行超过十五年,绝对称得上是该行业精品长寿窑炉的典范,正是因为广东澳联公司具有“精品战略思维”,而该窑炉从技术上完全具备了上述的先天条件。
6.2从管理的层面上
通过以上的介绍,大家可以借鉴,一个成熟的精品长寿窑炉,需要有科学的窑炉运行管理和操作(包括窑炉全程监控和及时热修维护、窑炉日常运行操作管理等)作支撑,这就需要有公司、车间、班组严谨的三级管理制度和执行力,这是精品长寿窑炉的后天必要条件。
6.3这个成熟的实际案例,它的普遍意义:
引领企业向精品长寿窑炉看齐,促使行业形成你追我赶、敢投入讲技术论管理的局面,使中国日用玻璃行业在窑炉领域不断有新的突破。
6.4对行业提供的借鉴:
玻璃窑炉要从资金、技术和管理方面下功夫,扬长避短,使行业从中汲取经验,得以延长窑炉的寿命,避免短期低劣的竞争。精品长寿窑炉可大幅度提高窑炉产出投入比值,节约企业周期成本,节省由于中途需要冷修的时间,避免窑炉因突然出现问题而停炉时造成窑炉等资产的直接损失,避免造成生产和产品质量的不稳定,有利于客户和市场的稳定衔接和延续,增强市场竞争力,最终提高企业的经济效益。
6.5概括性的一些观点:
(1)建议行业从战略上树立“精品战略思维”,以玻璃窑炉的经济合理性指标(窑炉产出投入比值)来引导企业向精品长寿窑炉看齐。
(2)要做精品长寿窑炉,需要企业从资金上、技术上和管理上全方位重视窑炉。
(3)精品长寿窑炉的先天条件是:从窑炉的设计入手,要舍得资金的投入,选择符合设计所需要的和匹配的高品质耐火材料,选择好的筑炉公司,选择好的烤窑公司。
(4)精品长寿窑炉的必要条件是:需要科学的窑炉运行管理和操作,需要全过程全方位的监控和及时的热修维护,需要有公司、车间、班组严谨的三级管理制度和执行力。
6.6为行业及各企业提几点建议:
(1)建议行业从专业的角度来树立标杆窑炉,从而引导各企业参照制定一些窑炉专业方面的经济运行指标或考核指标。
(2)各企业应把精品长寿窑炉或者行业标杆窑炉的一些经济运行指标设定为企业的考核指标之一。
(3)各企业应重视资金投入,重视技术和管理,扬长避短,避免行业中的短期窑炉行为,以提高窑炉的经济合理性即提高窑炉产出投入比值,从而达到提高企业经济效益的目的。
由于时间比较仓促,本文的观点和论述也许不成熟,而且肯定存在着许多不当之处,恳请各位给予指正。

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