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1、玻璃：由熔融物冷却硬化而得的非晶态固体物质,第二章 玻璃池窑,原料的制备玻璃液熔制玻璃产品的成型 玻璃制品的退火,在玻璃窑内完成,玻璃生产过程,将玻璃配合料在合理温度制度下熔融成液相，并将其均化、澄清，使其成为透明的液体。,玻璃窑的结构很复杂，这里只以浮法横焰窑为例见图所示。分为熔化部分、热源部分、余热利用、排烟供气部分。,西南科技大学材料学院,无机非金属材料热工设备玻璃部分,马蹄焰玻璃池窑（日用玻璃）,2-1 熔制部分：,组成有投料口、熔化部、冷却部分、分隔装置：,1.投料口,A 作用：将玻璃配合料送入窑内并接受来自窑内的部分热量 将表面部分物料熔融。,B 形式,正面式：特点：可使配合料在熔
2、化区池表面上均匀布，但易造成跑料现象。,侧面式：特点：克服正面式的缺点，但会造成布料不均习,玻璃熔化时的重要部位，其作用是将玻璃配合料加热熔化使之成为玻璃液。,C 结构,组成,投料池：突出于窑池外和池窑相通的矩形小池，上平面与窑池上平面平行。,上挡墙：又称前脸墙 处于投料池与池窑连接处 的上方 形状为L形。,作用,投料池：用来集中配合料，摊平配合料并与使 配合预热到一定的温度。,前脸墙：阻挡火焰不外溢，降低投料口的环境温度。,投料口,D:设备：,要求：连续薄层投料、加速熔化、扩大投料面积、尽量避免扬尘能自动控制,常用设备：弧毯式投料机、倾斜式投料机（图2.4）,一、投料口,1、结构：包括投料池
3、本身及其上面的前脸墙1）投料池：突出于窑池外和池窑相通的矩形小池，上平面与窑池上平面平行。作用：用来集中配合料，摊平配合料并与使配合预热到一定的温度，起预熔作用，使入窑的料堆表面熔融，可减少窑内粉料飞扬。2）前脸墙：处于投料池与池窑连接处的上方，形状为L形。作用：保证将配合料和碎玻璃送入窑内；阻挡窑内热气体不外溢及向外的热辐射损失，从而保护投料机不受高温的烧蚀，降低投料口的环境温度。,一、投料口,2、常用设备：毯式投料机、倾斜式投料机要求：连续薄层投料、加速熔化、扩大投料面积、尽量避免扬尘能自动控制。3、料池基本尺寸:料池基本尺寸应与选用投料机的类型相适应。,投料池基本尺寸:1）、投料池的宽度
4、:横焰窑投料池的宽度取决于每台投料机宽度和所用投料机台数。希望在投料池宽度上布满投料机，使配合料在窑池横向上分布均匀，以防玻璃液溢出。国内加料池宽度一般占窑池宽度的60-75，这主要是受前脸墙结构的限制。投料池宽度大，前脸碹跨度也大，这导致前脸碹下的弓形面积也大，遮挡弓形面积较困难。近年来浮法玻璃熔窑已广泛使用毯式加料机，其前脸墙是L型吊碹，投料池宽占窑池宽可达90%以上，这样能减轻投料池与窑池衔接转角处的蚀损；配合料预熔面积大，配合料入窑后熔化面积也大，有利于提高熔化率。,投料池基本尺寸:,举例：若窑池宽为11.6米，某厂设计的毯式投料机的宽度为2.6米，计算投料池宽度？计算：选4台2.7米
5、（每台投料机中心距）0.311.1米投料池宽度为11.1米，窑池宽为11.6米，投料池宽占窑池宽达95.68。有利于提高熔化率。,投料池基本尺寸:,2）、投料池的长度:考虑加料机的推料行程外，还要留出一段距离，使前脸墙水管不受加料机推力的影响，并使料堆表面受热预熔，以减轻窑内飞料。浮法玻璃熔窑一般为1.82.4米。3）、横焰窑加料池深度：一般与窑池深度相同，有时为了提高玻璃液质量减少死角，在投料池前墙下部砌成斜坡形。,浮法玻璃池窑采用的是正面投料,侧面投料,前脸墙结构,前脸墙是熔化部火焰空间的前部端墙。前脸墙由二层至四层前脸碹和砌在碹上的找平砖构成，以堵挡熔窑前端投料口处的火焰。前脸墙与大碹之
6、间一般留有胀缝。前脸碹碹股下的弓形开口还要加挡火墙阻挡火焰喷出，以节约燃料，保护投料机和减少投料口附近的粉尘和高温。前脸碹下的挡火墙（也称投料口挡火墙）受到高温火焰的烧损和粉料的侵蚀，容易损坏。因此，设计一个既耐用又便于热修的挡火墙结构是很重要的。,我国平板窑采用的几种前脸墙结构普通碹结构（在玻璃行业将“拱”称为碹）普通碹外加碹结构变形碹结构（鱼肚子结构）L型吊墙结构（窑池宽度大于7米以上）为了观察窑内两边的熔化及火焰情况，在前脸墙两边开有看火孔，在两侧的胸墙上。,前脸墙,2.熔化部,上空间(火焰空间）,下空间（窑池）,胸墙：,大碹：,提供熔化玻璃所需要的热量供给空间,池壁,池底,构成配合料熔
7、化成玻璃液并进行澄清的空间,所以窑池分为熔化带和澄清带两部分，以泡界线为界。泡界线之前为熔化带，泡界线之后为澄清带，泡界线：未熔化好的、有许多泡沫的不透明的玻璃液与熔化好的、透明的玻璃液之间的分界线。,作用是进行配合料熔化和玻璃液澄清、均化,耳池：布置在平板玻璃两侧、与窑池相同、向外突出的长方形或正方形小池耳池处玻璃液温度较低，其处玻璃液横向流动加强，对玻璃液流能够起到调节和澄清作用,配合料料堆熔化过程,泡界线的形成,注意：桥形温度曲线温度梯度小，玻璃液向投料口的对流弱，易产生“跑料”现象，同时泡界线模糊不整齐。山型温度曲线能够符合泡界线的要求，较易 达到稳定作业目的，被大部分玻璃工厂采用,火
8、焰空间概念：处在玻璃液面以上、充满火焰的空间。组成：胸墙、大碹、前脸墙、后山墙 支承：大碹、胸墙、窑池分别独立 开孔：观察孔、测压孔、测温孔,A、熔化部窑池的基本尺寸,熔化部窑池基本尺寸包括：长度、宽度、熔化面积、深度。熔化部的尺寸应符合所规定的该窑熔化能力，以求配合料在窑池中有足够的逗留时间来进行熔化、澄清、均化等。熔化率的确定玻璃池窑每平方米熔化面积，每昼夜所熔化的玻璃液量称为熔化率。单位是：吨/（天），一般用“K”表示。,玻璃池窑熔化率的大小与许多因素有关：配合料的熔化温度、燃料种类和特性、耐火材质量、对玻璃质量的要求、池窑规模和结构、玻璃液颜色、配合料颗粒度、投料方法、是否采用了强化熔
9、融的措施（如池底鼓泡、玻璃液搅拌及电辅助加热等）、余热利用及窑体保温等。因此熔化率是一项综合性技术指标，也是一项重要的技术经济指标，它反映了池窑单位熔化面积的熔化能力（即熔化强度）和熔制作业水平。根据我国目前的生产条件和管理水平确定。熔化率取得太高难以保证玻璃质量；同时由于熔化温度的提高，从而缩短窑炉使用寿命（使用周期缩短）；操作管理也较困难。熔化率取得太低不能充分发挥熔窑潜力，不经济，造成浪费，所以确定熔化率时要从实际出发，全面考虑，力求取得最好的经济效果。,熔化率是熔窑的一项重要技术经济指标，它反映出单位熔化面积熔化能力的大小，同时又是一项综合性的指标，可以反映整个熔化作业的水平。选取原则
10、为平均、先进，还要留有余地 下表列出了我国目前的熔化率经验数据。,（1）熔化面积确定首先按国家规定，熔化面积的算法必须一致，以便各种玻璃池窑的熔化率进行比较。对于平板池窑熔化面积，是从前脸墙算到末对小炉中心线后一米处。这是指火焰能够覆盖的熔化部的部分面积。熔化部面积是指熔化部长宽的面积。熔化部的面积应计算至卡脖前为止。当熔窑的生产规模确定以后，其熔化面积就可以由熔化率算出。根据公式：F熔=G/K（）式中：G为窑池的生产能力，即每昼夜能熔化好的玻璃液量，吨/天；K熔化率，即每平方米熔化面积上每昼夜熔化的玻璃液量，吨/（天）。,（2）、熔化区的宽度应该让火焰充分燃烧，大型浮法窑达10 以上。一般都
11、是随窑的的规模增大而增加。如果窑池太宽：造成沿窑池宽度上温度分布不均匀；窑碹的横推力增大，影响窑碹的结构强度；火焰空间分隔设备安置较困难。如果窑池宽度太小：火焰容易烧到对面的小炉和蓄热室，使它们过早损坏，而窑池内的配合料却因火焰未能充分燃烧而熔化缓慢，甚至熔化不好。根据文献及统计资料和生产工艺要求有如下计算宽度的公式：B=0.0075G6.75其中：G为窑池的生产能力，即每昼夜能熔化好的玻璃液量，吨/天；,（3）熔化区的长度,L熔=F熔/B熔（m）对于具体的玻璃池窑，熔化区的长度应包括以下几个部分：前脸墙与第一对小炉中心线的间距；小炉之间的间距；最末一对小炉中心线外另加1米的距离,a:前脸墙与
12、第一对小炉中心的间距，影响到前脸墙和第一对小炉及蓄热室的蚀损程度。浮法玻璃熔窑3.54.0米，相应地将第1、2号小炉的助燃风、燃料适当开大，温度提高30-50，热点适当往前移，使配合料一入窑就接受高温熔化；同时也提高了第1、2号小炉和蓄热室的利用率。b:小炉之间的距离，要考虑热修方便和具有一定的火焰覆盖面积，一般小炉侧墙外间距是米，小炉中心距离要看小炉口宽度及小炉侧墙厚度而定，插入式结构的小炉中心距达3.5米。c:最末一对小炉中心线外另加1米的距离L熔=1 2（n-1）1（m）,（4）、熔化区的长度与熔化部的宽度之间也有一定的比例关系，即：L熔=B熔（m）为熔化区的长宽比，有6-8对小炉时，注
13、意：上述三式的计算结果之间会有出入，设计时需要适当的调整。,（5）熔化部澄清区长度的计算国内一般以最末一对小炉中心线外1米的处到卡脖拐角处的距离为澄清区的长度，它和熔化区的长度共同构成熔化部的长度。最末一对小炉中心线外1米到卡脖拐角处的距离，平板玻璃池窑要考虑安设大水管、耳池、测温孔等,大型浮法窑长达10-15米以上。这段距离加长后有利于玻璃液的澄清和均化。,（6）、在确定池窑的熔化部长度与宽度后，还要考虑池底砖的规格，池底排砖情况适当调整。往往要经过反复核算才能确定。（7）、熔化部窑池深度窑池的深度应该尽量减轻池底砖对玻璃质量的影响。如果池越深，底部玻璃液温度越低，流动性差，形成一个相对不动
14、层，当温度往高波动时，底层未熔透的玻璃液被带到成型部，影响玻璃质量。而且池愈深建筑费用愈高。因而希望池浅一些为好。现在多采用浅池结构，即各处窑池深度为1.2米，这有利于澄清。也减薄池底处玻璃液的不动层，可节能。,（8）、窑池的承重池壁：下部一、二层采用质量较好的粘土砖，上部三、四层采用电熔莫来石砖（俗称黑铁砖）和电熔锆刚玉砖（俗称白铁砖）砌筑。砌筑池壁砖时应尽可能减少横缝。砖材要预排，竖缝要错开。生产时为了减慢侵蚀，通常对池壁砖液面线附近进行吹风冷却或水幕冷却。为了防止在玻璃液的压力下造成池壁砖外移，在两侧工字钢立柱上通过顶丝与槽钢顶固池壁。,池底：池底要承受全部玻璃液的重力，为了有足够的结构
15、强度和延长使用寿命，池底砖均用大型粘土砖砌筑。一般大型池窑多采用厚300毫米、宽400 毫米、长1000-1100 毫米规格的粘土砖，采用干砌法。铺设池底砖时纵向和横向砖缝贯穿，以便受热膨胀时池底砖可以得到一定程度的自由膨胀和移动。池底四周用顶丝顶牢。由于窑池底层玻璃液温度较低，粘度较高、流动性差，所以池底砖一般可用十几年。若在池底砖上覆盖一层100毫米厚的锆刚玉砖，可延长使用寿命。,窑池的承重如图所示。窑池建筑在由窑下大柱支承的架梁上，整个窑池的重力和其中所容纳的玻璃液重力均由窑底大柱承担。窑下大柱可以用砖柱、混凝土立柱、钢立柱和钢管内注混凝土柱等几种。立柱顶面铺有钢板。钢板上面架设沿窑长方
16、向的工字钢主梁。主梁上面安放工字钢次梁，次梁与主梁垂直。次梁间距依据池底砖尺寸而定，一般为500毫米以内。每块池底砖下面一般放两根次梁，次梁应躲开窑底的砖缝。熔窑两侧工宇钢立柱安装在次梁的两端部，因此次梁的位置还必须与立柱相适应。在次梁上面铺设扁钢，方向与其垂直。每块池底砖下面一般放两根扁钢。,B、熔化部上部结构的基本尺寸,1)、上部结构的组成 上部结构由胸墙、大碹、前脸墙和后山墙组成。在玻璃液面以上，由胸墙、大碹、前脸墙和后山墙所包围的充满火焰的空间叫作熔化部的火焰空间，也称上部空间。火焰空间的容积大小与窑的规模、燃料种类、燃料消耗量大小有关。窑愈大，燃料消耗量愈大，燃烧所需的空间愈大，火焰
17、空间的尺寸则愈大。当采用重油为燃料时，由于重油在窑内的燃烧与煤气的燃烧不同，重油的雾化，油滴的蒸发、热分解、扩散、混合及燃烧等过程都是在火焰空间内进行的。因此，就必须有足够的燃烧空间，以保证油雾完全燃烧，所以从燃烧的角度来讲，燃油池窑的火焰空间要比烧煤气的池窑稍大一些。,火焰空间的宽度和高度,一般火焰空间的宽度较窑池宽一些，每侧宽出150-200毫米。因为池窑砖内侧在熔窑投产后很快受到侵蚀，容易损坏，为了保护胸墙及防止铁件烧损，所以将胸墙砌得靠外些。火焰空间的高度等于胸墙高度加大碹的碹股。火焰空间的大小必须满足燃料燃烧所需要的空间，因此，火焰空间的高度主要决定熔窑使用的燃料种类和用量大小，同时
18、需要考虑减少熔窑向外散热及窑碹的稳定性。,2）、大碹与胸墙的承重：胸墙与大碹的重力是分别通过熔窑两侧的工字钢立柱传到窑底次梁上，一般平板玻璃熔窑由于各个部位侵蚀情况及热修时间各不相同。为了分别热修损坏最严重的部分，将胸墙和大碹采用分别支承的形式。如图所示。大碹重力由碹碴碹碴角铁上巴掌铁立柱传到次梁上。两侧立柱柱脚固定在次梁上，柱头由横跨碹顶的拉条拉紧，以承担大碹的水平推力。胸墙承重情况则由胸墙挂钩砖胸墙托板（也叫胸墙铸铁板）下巴掌铁立柱传到窑底次梁。,胸墙、大碹、窑池分成三个独立支承部分，最后都将负荷传到窑底钢结构上。胸墙与大碹之间用上间隙砖封严，以保护大碹碹碴和碹碴角铁，使其不受火焰和辐射热
19、烧损。胸墙与窑池之间用下间隙砖封严，由下间隙砖保护挂钩砖，在下间隙上摆一排硅砖或碎电熔砖（也叫护头砖或小砖），以保护挂钩砖和铁件。,3）、大碹大碹的作用：它是与胸墙组成火焰的燃烧空间，同时还可以作为火焰向物料和玻璃液作辐射传热的媒介，即吸收燃料燃烧时的热量，再辐射到液面上。砌筑材料：由于大碹受到高温作用，所以全部用带大小头的优质硅砖砌成。对砖材和砌筑质量要求严格，砖材要好，泥缝要小。大碹的厚度一般为350 毫米，碹跨10米以上的需用450毫米。在长度方向上大碹可分为几节砌筑，大型平板熔化部大碹一般分为二、三节，各自独立。并且在两节大碹之间留有膨胀缝，以适应点火烤窑时硅砖的膨胀性能。冷修时可以根
20、据情况拆除受烧损最严重的一节或二节，而不必将大碹全部更新。,碹股与碹跨碹股与碹跨如图所示。用碹股/碹跨这个比值来反映碹的特性（以几分之一表示）。从热工角度考虑，大碹低一点是有好处的，可尽量使热辐射沿整个横向均匀分布，反射给玻璃液的辐射能也愈多。降低大碹有两种方法：一种是降低胸墙高度，另一种是减少大碹碹股。但降低胸墙高度是有一定限度的。降低碹股，还要考虑窑碹的结构强度。因为窑碹有横推力（水平推力）。若窑碹越低，横推力越大，碹跨相同时，股跨比越小，横推力越大，碹的结构强度越差。所以只能在保证足够的结构强度和一定的火焰空间容积的前提下尽量减少碹股。大碹的碹股一般为碹跨的1/8 左右。,4）、胸墙胸墙
21、需保证在高温下有足够的结构强度，其中挂钩砖是关键部位，它的作用是保护胸墙托板和下巴掌铁等铁件。挂钩砖本身又由下间隙砖和小砖保护。胸墙一般用硅砖砌筑。胸墙的高度与大碹碹股共同组成火焰空间高度。因此，胸墙高度也关系到火焰空间大小和窑体向外散失热量的大小。一般胸墙高度与小炉喷出口高度相适应。,D、熔窑上部钢结构,支承和紧固窑体的钢架称为熔窑钢结构。它的作用：是支承熔窑各部窑体的重力，承受窑炉上部水平推力和玻璃液对池壁的侧压力以及控制窑体的热膨胀，加强窑炉在高温下的结构强度。从图中可以看出：窑池的池底安装在用工字钢梁做的炉篦式钢架上；这些钢梁又安放在大主梁上；主梁再由砖柱或钢立柱支承。,熔化部立在窑两
22、侧的工字钢立柱上，其顶端用拉条拉紧。窑两侧的工字钢立柱是紧固窑体的直立钢架构件。其作用是通过上、下巴掌铁（托铁），承受胸墙和大碹的重力，通过顶丝顶住池底砖和池壁砖，平衡玻璃液的侧压力。立柱底端用螺栓与底脚角钢连接，底脚角钢牢牢焊到次梁上。拉条是熔窑上横向与纵向拉紧立柱的构件。其作用是平衡窑碹的水平推力。烤窑中窑碹升温膨胀可人工调节拉条的松紧。窑碹由碹碴角钢托住，碹碴角钢和钢碹碴放置在上巴掌铁上，巴掌铁固定于立柱上。整个熔窑上部钢结构的布置见图。,3、分隔设备,玻璃熔窑熔化部与冷却部之间的分隔设备包括气体空间分隔设备和玻璃液分隔设备两类。气体空间分隔设备玻璃的熔化和冷却对熔窑热工制度提出了各自不
23、同的要求。为了减少熔化部高温气体对冷却部的影响，以保证各自独立的作业制度，需在上部空间交界处设置分隔装置。玻璃液分隔设备为了不使熔化部未熔好的粉料及泡沫等物进入冷却部，常在熔化部和冷却部的窑池交界处设置玻璃液分隔设备。,冷却部的作用将已熔化好的玻璃液在冷却部均匀冷却降温到成型要求的温度。计算浮法窑冷却部面积时，是从卡脖起到流道前的总面积。冷却部的胸墙一般比熔化部低。根据池宽将冷却部碹适当放平。冷却部的全部面积需保证熔化部熔化好的玻璃液能继续均化并且冷却到成型所必需的温度。,冷却部结构与耐火材料由窑池和上部结构组成。其结构与熔化部的结构基本相同，由于冷却部较熔化部温度低，池壁砖使用条件较熔化部好
24、一些，所以对砖材的要求可较熔化部池壁砖略低一些，冷却部使用一个生产周期一般不更换。冷却部胸墙和大碹均用硅砖砌筑。冷却部的砌体由于使用温度较熔化部温度低，又有矮碹、吊墙挡隔，不与火焰接触，所以一般一个生产周期中不必热修。,冷却部的尺寸冷却部面积的大小与熔窑规模、熔化能力、熔化部的熔化温度、成型方式、分隔设备的形式及其分隔程度等因素有关。浮法窑熔化部与冷却部面积之比一般为1：0.40.7。,A、气体空间分隔设备气体空间的分隔有完全分隔和部分分隔两种。完全分隔是用一道（或两道）挡墙将熔化部与冷却部的空间完全分隔开，互不相通，避免熔化部的热气流对冷却部的影响，这样既可以集中熔化部的热量，也可以独立控制
25、冷却部的作业制度，冷却部面积可以缩小，但是完全分隔后，冷却部可能需加设加热系统以调节温度制度。平板熔窑国内采用部分分隔的办法，国外有些池窑则为完全分隔的形式。常用的气体空间分隔设备有矮碹、吊矮碹两种。,1）、矮碹是把熔化部和冷却部之间的一段窑砌低一些，利用减少熔化部与冷却部之间通道截面积来减少熔化部火焰空间对冷却部的影响。取消或降低了胸墙，同时选用的跨股比较小。矮碹采用硅砖砌筑，这种结构牢固，砌筑简便。矮碹处未分隔的气体空间截面积称为“矮碹开度”，开度愈小分隔作用愈大。一般可降低空间温度40-70。为了增大分隔作用，在矮碹下面的窑池处用卡脖结构，这样矮碹跨度可减少，相应也减少矮碹开度。,矮碹基
26、本尺寸矮碹处股跨比一般为1/101/12，常用1/10。矮碹开度一般是22.5，不大于4。采用U型吊墙的，基本上是全分隔。,矮碹,吊矮碹由矮碹和吊平碹组成,U 型吊墙分隔式：特点：可完全分隔池窑的熔化部和冷却部。调节开度灵活。与水平搅拌器相配使用。型吊墙分隔装置,双J 型吊墙分隔式 特点：可完全分隔 池窑的熔化部和冷却部.使用在大型、先进的浮法窑上。有利立式搅拌器的安装，且寿命较长。,B、玻璃液分隔设备作用：1)使澄清好的玻璃液迅速冷却 2)是阻挡熔化部未熔化好的粉料浮渣等物流入 冷却部 3)调节玻璃液的对流量 4)减少玻璃液从冷却区向熔化区回流分隔设备有卡脖、冷却水管、挡砖和窑坎等。大型平板
27、玻璃熔窑常用的分隔设备主要有以下几种类型：,1）、冷却水管冷却水管是通有冷却水的直径50-100毫米的无缝钢管，横放于熔化部和冷却部之间的玻璃液表面层中如图（一般在矮碹前，也有设在卡脖里面的），其中水管横截面的3/42/3浸入玻璃液中，1/41/3 露在液面上。水管附近的玻璃液受冷后，形成粘度很大的不流动层，构成一道围壁，挡在玻璃液面上，可以在一定程度上减少玻璃液的循环对流和挡住液面上一些未熔好的浮渣。冷却水管可使表层玻璃液降温30左右。由于不存在耐火材料受侵蚀的问题，所以冷却水管具有一定的优越性：能降温、比较耐用，更换方便。不足之处主要是用水量大，每小时达十余吨，还增加热耗。在使用不当时，会
28、造成窑宽上玻璃液的温度不均。必须控制好出水温度，一般为5060。,2）、耳池耳池：布置在熔化部末端窑两侧、与池深相同、向外突出的长方形或正方形小池。作用：由于耳池端部的玻璃液比其相同横断面的玻璃液容易冷却，温度低，密度大而下沉。在分隔设备前设置一对而池，可以使玻璃液的横向对流加强，促进玻璃液的均化和澄清，同时，使一部分玻璃液提前回流，起到阻档玻璃液向冷却部流动的作用，另外，还将未熔化好的、密度较玻璃液小的生料、浮渣和脏物吸引集聚到耳池，以待定期或不定期捞出。因此设置耳池是改善玻璃质量的有效措施之一。,3）、卡脖卡脖是配合矮碹使用的一种分隔设备。卡脖就是把熔化部和冷却部之间的一段窑池缩窄，卡脖所
29、起的降温作用是不大的，而且不宜缩窄过多（由于平板玻璃的产品对玻璃液的均匀性要求较高，所以卡脖不宜过窄），否则破坏玻璃液流动的均匀性，同时在流液拐弯处易造成死角，当窑内温度制度改变时，可能将这里的密度不均的玻璃液带入流动层内，引起玻璃产品的缺陷。,卡脖宽度：是熔化部宽度的5070。由于卡脖拐角处受玻璃液的侵蚀冲刷较严重，所以耐火材料要选择致密度高、耐侵蚀性好的锆刚玉砖砌筑。卡脖长度：2.43米。浮法成型玻璃熔窑在安装搅拌器的情下，卡脖尺寸多数是：宽度4.274.8m。卡脖长度：4.425.5米。,4）、窑坎一般设立在卡脖处的池底，窑坎能延长玻璃液在熔化部的停留时间，减少冷却部向熔化部的玻璃液回流
30、量，从而减少其二次加热的能耗加速玻璃液的冷却。其玻璃液的降温效果比卡脖、耳池、都显著。,玻璃液的分隔装置,作用:1)使澄清好的玻璃液迅速冷却 2)挡住液面上的未熔化的砂粒和沧渣 3)调节玻璃的流量 4)减少玻璃液从冷却区向熔化区回流,分隔装置的类型,浅层分隔装置,深层分隔装置,卡脖（常用）：,冷却水管：挡浮渣作用良好,流液洞：可明显减少回流.,窑坎：可以延长玻璃液在熔化部的时间,卡脖作用：减少流向冷却部的热气流和玻璃液的对流量，以及降低熔化部气体向冷却部的辐射传热量和溢流量。其目的都是为了使玻璃液通过卡脖后能用较小的冷却面积就使其冷却下来。,玻璃窑对热源供给设备的要求：,有一定的火焰长度要有足
31、够的火焰覆盖面积，且要紧贴玻璃液面火焰不发漂，不发散，不分层。要满足窑内所需的温度、气氛、压力。,热源所用燃料：理论上：只要能形成长火焰，而且燃烧温度高的燃料就 可以作为玻璃窑的热源燃料。一般来说：所用的燃料为煤气、天燃气、重油。,重油：发热值高，燃烧速度适中，火焰长度长天然气：发热高，与助燃空气混合性好，火焰长度可调节。煤气：其特点是火焰长度短，热值较低。但它价廉易得，成为大多数玻璃窑的首选燃料，一般是发生炉煤气。,2-2 热源部分,烧煤气小炉的组成及作用,气道,舌头,预燃室,喷火口,空气通道 作用：为空气进入窑内提供通道,煤气通道 作用：为煤气进入窑内提供通道,起改变空气、煤气运动方向的调
32、向作用,分隔空气、煤气，并调节它们的混合状态,控制火焰长度和火焰刚度。,将空气与煤气混合并点燃以得于燃烧。,使预燃的混合气体加速，形成具有一定速度和刚度的火焰进入窑内。它直接关系到火焰的长度、厚度、宽度、距液面的距离及燃烧程度,燃烧室小炉,小炉是玻璃窑系统中一个重要的组成部分，它的好坏直接影响着池窑的工作性能和玻璃液的质量,油烧小炉的特点：没有舌头，没有上倾角、没有预混室只有空气通道。缺点：易结焦，运行费用高需要复杂的重油处理系统，还易使燃烧不稳定。发生炉煤气小炉的特点：它的结构必顺有一个舌头。,小炉的组成及作用：,A、烧重油的小炉的作用：具有引入助燃空气，排出烟气的作用。由蓄热室预热的助燃空
33、气经通道到小炉喷出口后，以一定的方向和速度喷出与喷枪射出的经雾化的重油在窑内火焰空间内混合燃烧，燃烧后的烟气则进入对面小炉。所以小炉具有引入助燃空气，接纳烟气的作用。B、烧重油熔窑的小炉结构由于重油的燃烧是用燃油喷枪，只有空气通道和喷出口两部分，见图所示。,烧重油小炉尺寸,重油是从喷嘴喷入窑内的，为了使引入的助燃空气与油雾迅速混合，充分燃烧，并获得预期的火焰要求，小炉的设计和喷嘴安装位置必须满足以下几点要求：油雾和空气混合良好，得到充分燃烧；火焰应满足生产工艺的要求。如火焰长度、喷射方向、覆盖面积及气氛性质等；便于喷嘴的检修和调节，不易烧坏，不易结焦；火焰不冲击窑体，油滴不污染玻璃液。,小炉口
34、形状,小炉既是空气引入口，又是烟气排出口，既要使空气以一定的动量与油雾混合，又不要使排烟速度过大。当喷嘴安装在小炉口下面时，小炉口形状要比烧煤气小炉设计得稍扁而宽，这样能增大火焰覆盖面积，降低火焰空间高度和便于油喷嘴的设置。,小炉下倾角,为了使助燃空气出小炉口后尽可能迅速与油雾混合，并使空气流正好扫过玻璃液面，保证液面附近有足量的空气供逐渐扩散的油雾充分燃烧，空气通道的斜坡碹下倾角是个重要参数。空气下倾角应取稍大些，常取2325。喷嘴允许上倾角为5-8（也有8-12的）。小炉底板设有上倾角，一般成平面或阶梯式，这样使助燃空气经小炉进入窑内时尽可能迅速与油雾混合，保证喷嘴附近有足够的空气,供逐步
35、扩散的油雾充分燃烧，并使火焰区掠过玻璃液面。,喷嘴安装位置,喷嘴安装在小炉口下面燃烧器喷出口尽量接近玻璃液面。目前燃油小炉的喷出口与玻璃液面的间距为200-360 毫米左右（还可适当下降）。喷嘴数量视小炉口宽度及喷嘴形式而定，当小炉口宽1.21.6米，安装2 只；小炉口宽1.62.0米，装3只。,有舌小炉：烧煤气的小炉,无舌小炉:烧重油（或烧天然气）的小炉,2-3 余热回收利用部分,国内浮法玻璃能耗为7500kJ/kg玻璃液，而国际知名公司平均水平为6500kJ/kg玻璃液，相差15%，按现有规模，每年多耗油45万吨。国内锡耗3-4g/重箱，国际知名公司平均水平为0.7-1g/重箱，每年多耗锡
36、624吨。窑炉寿命国内平均水平是5-7年，国际知名公司平均水平为8-12年，平均少4年。,目的作用,1）回收余热、减少热量的损耗，提高热量利用率,2）提高窑内燃料燃烧温度,3）加速煤气充分燃烧，节约燃料,余热回收设备,蓄热室,热交换器,余热锅炉,1）结构简单;2）处理气体量大3）运行可靠、经济;4）热交换直接5）间歇工作,三种余热回收设备各有优缺点，但最明显的是使用温度不同。,蓄热室作为废气余热利用设备,从玻璃熔窑内排出的烟气（废气）温度很高，一般为14001500左右。因此，废气含有大量的热能。所以说，在玻璃熔窑中废气余热的利用具有很重要的意义。玻璃熔窑内要求火焰温度在1700左右，除了燃料
37、燃烧提供热能外，利用废气的高温将助燃空气和煤气（在燃油窑中，只有助燃空气）预热也是保证火焰达到高温的重要条件。所以，在平板玻璃熔窑中采用蓄热室作为废气余热利用设备来预热空气和煤气。采用蓄热室作为废气余热利用设备，能提高熔窑的热效率，提高空气和煤气的预热温度，所以，既能提高火焰温度，又能降低燃料的消耗量，从而可降低生产成本。,对蓄热室的要求,1、保证空气、煤气有一定的预热温度，而且预热温度要稳定；2、能充分利用废气热量；3、气流在蓄热室横截面上应分布均匀，气流阻力要小；4、结构简单，紧凑牢固，便于检查、清扫和热修。蓄热室对气体的加热作用是间歇的，但池窑的生产是连续的。因此，必须有两套设备轮换工作
38、。所以蓄热室总是以成对使用，与蓄热室相配合的小炉也是成对的。,蓄热室的工作原理与作用,其工作原理是：当窑内高温废气由上而下通过小炉口和空气、煤气通道进入蓄热室时，将蓄热室内的格子体加热，此时格子体的温度逐渐升高，积蓄一定的热量；换火后，助燃空气和煤气由下而上经蓄热室底烟道进入蓄热室时，蓄热室内的格子体用积蓄的热量来预热空气和煤气，此时格子体的温度逐渐降低。由此可知，蓄热室的工作是周期性的，一个周期内是格子体的加热期，另一个周期内是格子体的冷却期，如此循环往复进行。蓄热室的作用是：利用格子砖作为蓄热体，将废气所含的热量积蓄起来，换火后用积蓄的热量将空气和煤气预热达到一定温度。一般空气可预热到10
39、00-1200；煤气可预热到800-1000；废气出蓄热室的温度为600以上。,蓄热室工作示意图。,箱式蓄热室的结构,箱式蓄热室其结构由底烟道、格子体、上部空间组成。见图所示。此蓄热室由于取消了上升道，也就取消了半圆碹、横碹，其结构更为简单，并具有下列优点：1、增大了蓄热室的容积，可增加30左右的格子体体积（多10-12 层格子砖）；2、由于减少了上升道的散热损失，烟气入格子体前的降温较少，空气预热温度提高，提高了窑的热效率；3、烟气可沿水平通道均匀分布到格子体内，有利于格子体内的热交换；4、格子体体积增大后，蓄热量增多，使周期内气体温度的变化减少；5、气体流动时阻力小。箱式蓄热室的缺点：是上
40、层格子砖接触的烟气温度高，易烧坏，空气、煤气入预燃室时的压强不够稳定等。由于箱式蓄热室的好处较多，所以目前国外已普遍采用。近几年来，国内一些玻璃熔窑也使用了箱式蓄热室，而且实践证明使用的效果也很好，由此看来，我国也将普遍采用。,箱式蓄热室结构,格子砖的排列方式,格子砖的排列方式有西门子式（井字形）、李赫特式、编篮式等几种形式，各种形式的码砌方法如图。,（b）,(c),西门子式结构简单，砌筑方便，气流阻力小，便于吹扫和热修更换，所以国内玻璃熔窑多采用西门子式码法。在同样蓄热室体积的条件下，李赫特式和编篮式虽然比西门子式的受热表面积热容量要大些，可以获得较高的换热能力，能提高预热温度和减少温度波动
41、，但它们的结构较为复杂，砌筑较难，气流阻力较大，容易堵塞格孔，且受格子砖质量的限制，以前很少采用。但是随着耐火材料质量的提高和新的用作格子砖的优质耐火材料的研制，编篮式与李赫特式也被普遍采用。,选择格子砖的排列方式，既要考虑到工艺要求，还要考虑到操作条件的可能性，方为合理。在燃油熔窑蓄热室中，由于只有空气蓄热室，就为使用碱性耐火材料创造了条件，现已较广泛地得到采用，并已取得了一定的成效。这种材料有烧结镁砖、铬镁砖和镁橄榄石砖等。,2-4 排烟供气部分,作用：保证窑炉正常、连续、有效的排除烟气维护窑炉正常工 作，并提供空气输送、烟气排出的通道。,组成：换向器、空气、煤气通道、中间烟道、风机、总烟
42、道、烟囱。,关键设备：换向器,水冷闸板式,闸板式,跳罩式,换向结构,马蹄焰窑,横焰流液洞式池窑,蓄热室小横焰窑,逆流式池窑,单元窑,引上式池窑,换热式双碹池窑,平拉法冷却区结构,浮法玻璃窑,安徽凤阳玻璃有限公司,公司占地31万平米，计划在五年中投资10亿元人民币建设两条日熔化量600吨级优质浮法玻璃生产线、一条900吨级优质浮法玻璃生产线和钢化、中空、低辐射镀膜玻璃等玻璃深加工生产线。,作业1,1、投料口由哪几部分组成？各部分的作用？2、浮法玻璃池窑对投料机的要求有哪些？通常采用什么设备？,作业2,1、支承和紧固窑体的钢架称为熔窑钢结构，它起到了什么作用？2、泡界线是怎样形成的？泡界线跑偏如何纠正？3、玻璃液澄清有何目的？粘度对玻璃液澄清各有何影响？4、玻璃池窑为什么将胸墙、大碹分别独立支承？,作业3 写出下图各部位的名称？,填空题：,1、在玻璃液面以上，由-、-、-和-所包围的充满火焰的空间叫作熔化部的火焰空间。,答：泡界线是生产流与投料回流达到平衡的结果。泡界线跑远侧升温、减少投料;泡界线跑近侧降温、增加投料。,*玻璃生产中熔化“四小稳”是指 温度稳、压力稳、液面稳、泡界线稳。*澄清阶段的目的是消除玻璃液中的 可见气泡 而不是消除全部气体*玻璃液澄清有何目的？粘度对玻璃液澄清各有何影响？答：玻璃液澄清目的在于排除玻璃液中可见气泡。粘度大，不利于澄清；,
