玻璃熔制工艺原理.doc

描捅的燈制艮熠室3.1玻璃熔制工艺原理玻璃的熔制过程是将配合料经过高温加热形成均匀、纯净、透明并符合成型要求的玻璃 液的过程，是玻璃制造过程中的主要过程之一。熔制速度和熔制的合理性对玻璃的产量、质 量、合格率、生产成本、燃料消耗和池窑寿命等影响很大。玻璃的熔制过程包括一系列物 理、化学、物理化学反应过程，一般可分为5个阶段。(1) 硅酸盐形成阶段配合料入窑后，在80010001温度范围发生一系列物理的、化 学的和物理-化学的反应，如粉料受热、水分蒸发、盐类分解、多晶转变、组分熔化以及石 英砂与其他组分之间进行的固相反应。这个阶段结束时，大部分气态产物从配合料中逸出， 配合料最后变成由硅酸盐和二氧化硅组成的不透明烧结物。硅酸盐形成速度取决于配合料性 质和加料方式。(2) 玻璃形成阶段当温度升到12001时，烧结物中的低共熔物开始熔化，出现了一 些熔融体，同时硅酸盐与未反应的石英砂粒反应，相互熔解。伴随着温度的继续升高，硅酸 盐和石英砂粒完全熔解于熔融体中，成为含大量可见气泡、条纹、在温度上和化学成分上不 够均匀的透明的玻璃液。在浮法玻璃生产过程中，硅酸盐形成阶段与玻璃形成阶段之间没有明显的界限，即在硅 酸盐阶段尚未结束时，玻璃液形成阶段已经开始，并且硅酸盐形成进行得极为迅速，而玻璃 液形成却很缓慢。这是由于在实际生产中，配合料被直接投入到13000左右的投料池中， 硅酸盐形成极快（约35!)，而玻璃液的形成必须等待石英砂粒的完全熔解。因此要划 分这两个阶段很困难，所以生产上把这两个阶段视作一个阶段，称为配合料熔化阶段。(3) 玻璃液澄清阶段随着温度继续升高，达到140015001时，玻璃液的黏度约为 IOPa s,玻璃液在形成阶段存在的可见气泡和溶解气体，由于温度升高，体积增大，玻璃 液黏度降低而大量逸出，直到气泡全部排出。(4) 玻璃液均化阶段当玻璃液长时间处于高温下，由于对流、扩散、溶解等作用，玻 璃液中的条纹逐渐消除，化学组成和温度逐渐趋向均一。此阶段结束时的温度略低于澄清 温度。玻璃液的均化过程早在玻璃液形成阶段时已开始，然而主要的还是在澄清后期进行。它 与澄清过程混在一起，没有明显的界限，可以看作一面澄清，一面均化，且澄清加速了均化 的进程，均化的结束在澄清之后，并一直延续到冷却阶段。此外，搅拌是提高均匀性的一个 很好的方法。(5) 玻璃液冷却阶段将澄清和均化了的玻璃液均匀降温，使玻璃液具有成型所需的黏 度。在冷却阶段应不破坏玻璃液的质量。浮法玻璃冷却阶段结束的温度在110010501：左右。3.1.1配合料的熔化3. 1. 1. 1 配合料的加热反应及初熔玻璃熔窑内空间的热传导主要是通过火焰的辐射进行的。配合料表面层在热的辐射下很 快形成一层薄熔体，它的厚度仅有几毫米，在重力作用下往下流，同时从配合料堆的内部放 出的气体形成大气泡将熔体层穿孔，并将形成的熔体层从配合料上推开。根据丹尼尔斯的测定，接近玻璃液的边界料层升温较快。最初加热时，边界层的升温速 度可达10001/1以后就减慢至101/1出，接近稳定状态，即传给边界料层的热量大部 分用于补偿反应热、转化热以及加热内部料层所消耗的热量，并且大致保持恒定。在配合料层内部的反应与表面不一样，这是由于料层的热导率小的缘故。根据实际测 定，201时松散料层的热导率为0.20界/(10.尺），紧密配合料层的热导率为0.32界/(*尺）， 而玻璃的为0.77界/(0.尺），这也是为什么有人在积极探索配合料粒化的缘故，当然配合 料的粒化还对保持配合料的混合均勻度有利。如果窑上方为13001时，1000111厚的料层经 S20min,其温度还不到600。配合料下层较热熔体的前沿形成热分解而释放出的气体，渗入松散的料层空隙向上流动 时，先是将靠近熔化面的料层加热，而其本身则逐渐被冷却，随后冷的气体在上部料层正好 出现相反过程，即气体吸收热量而将上部料层冷却。在气流的影响下，配合料上层面要比下 层面熔化得快些。如上所述，配合料层内部升温是比较缓慢的，有足够的时间进行熔化反应。一般来讲， 活性大的组分首先通过固相反应形成固溶体或共熔物，成为熔体后加速活性比较小的组分之 间的其他反应。3. 1. 1. 2 多组分之间的反应在浮法玻璃配合料加热反应过程中，单组分的变化比较清楚，多组分的固相反应和液 相、气相的反应则交错进行，是非常复杂的过程。从单组分的加热反应看，其变化可归纳为以下几类：U)多晶转变对具有多种晶型的组分，在高温下可由一种晶型转化为另一种，如 SiO2, Na2SO4 等。(2) 盐类分解各种碳酸盐、硫酸盐及硝酸盐等在各自分解温度下发生分解并释出气 体，同时参与固相反应。(3) 游离水、吸附水、结晶水和化学结合水的逸出。从多组分的加热反应来看，它不仅包括单组分加热所具有的特点，还有多组分自身特有的硅酸盐形成反应和形成复盐的反应。例如，在三组分中可形成复盐和低共熔混合物，又如，以032为例，既可以是单组分的碳酸盐的分解，也可以是双组分的碳酸盐的热分解和形成硅酸盐时的分解产物，又可以是来自复盐的分解和低共熔混合物分 解反应。浮法玻璃配合料反应的主要反应如表3-1所示。从表3_1可以看出，多组分的加热反应基本上是单组分和双组分加热反应的综合，但是 在多组分配合料中碳酸盐的分解、硅酸盐的形成和碳化开始得早，所以多组分配合料的硅酸 盐形成与玻璃形成要比双组分快得多。所以一般在原料选取时，尽可能不选单组分的而选择 复盐或多组分的，以便更有利于配合料的熔化。3637表3-1浮法玻璃配合料的加热反应序 号加热反应温度/r1排除吸1002002%3254的多晶转变；斜方晶型=单斜型2352393煤的分解与挥发2604形成复盐 MgCO3 + Na2 CO3 -MgNa2 ( CO3) 23005MgCO3Mg0+C02 个3006形成复盐 CaCO3 + NaCO3 -CaNa2 ( CO3) i4007CaCO3-CaO + CO2 个420开始8固相反应 Na2S04+CNa2S+2C02 个4001：开始5001：开始9Na2 S+CaCO3Na2 CO3 + CaS5001开始10多晶转变矛石英0_石英57511MgNa2(C03)2 + 2Si02=Mga03 + Na2Si03+2C02 个34062012MgCO3 +SiO2-MgSiO3CO2 f450700，6201：时速度最快13CaNa2 (CO3) 2 + 2 SiO2 CaSiO3 + Na2 SiO3 + 2CO2 t58590014CaCO3 + SiO2 =CaSiO3 + CO2 个60092015Na2C3 + a02Na2&03+C02 个70090016生成低共熔混合物、玻璃形成开始Na2SO4-Na2S740Na2CO3-Na2S756Na2CO3CaNa2(CO3)2780Na2SO4-Na2 CO3795Na2SiO3Na2SO486517Na2S+ Na2SO4 + 2Si02=2Na2SiO3 + SO2 个 +S CaS+Na2S04+2Si2=Na2Si03+CaSi03+S02 个 +S86518未起反应的Na2C03开始熔融85519Na2SO4熔融885200&033分解达最髙速度91521Mg0+Si02MgSiO3980115022CaO+SiO2CaSiOa1010115023CaSiO3 + MgSiO3-CaSiO3 _ MgSiO3600128024石英颗粒、低共熔物、硅酸盐熔融12001300需要说明的是，表3-1列出的反应过程是在实验室从低温逐渐升到高温情况下进行的， 约在80011001间结束硅酸盐形成反应。而实际浮法玻璃生产过程中，是直接把配合料加 到温度高达13001的高温区域进行的，因此各种反应同时进行，硅酸盐的形成是在极短时 间内就已完成。3. 1. 1. 3 玻璃中组分的挥发由于浮法玻璃生产是在高温下进行的，配合料中的易挥发组分的挥发必须引起注意，否 则就不能保持设计的玻璃组成，严重时会影响正常生产。澄清剂的挥发，当采用氧化铈为澄清剂时，一般要考虑氧化铈的挥发。而采用芒硝煤粉 澄清剂时要考虑煤粉的挥发（燃烧损失）。助熔剂的挥发，如采用纯碱作助熔剂，要考虑把0的挥发量。而使用氏03为原料时，要考虑8%10%的挥发量。3. 1. 1. 4 影响配合料熔化的因素研究配合料熔化过程的影响因素，实际上是属于熔制过程动力学问题，但是由于配合料 熔制过程的复杂性，至今还没有一个以系统的理论来完整地叙述熔制过程中的动力学。在37此，只能粗略的介绍几种影响因素。(1) 熔化温度随着温度的升高，其反应速度也随着提高。熔体温度的升高导致熔体各 种组分的自由能增加和质点的运动速度加快。当温度不变时，反应速度也逐渐减慢。温度每 升高10，反应速度约增加10%。(2) 原料的形式使用复合原料可以降低熔制温度，如八1203的引入一般不采用纯的 Al2O3,而是用长石，它不仅引入八1203，而且引人Na20或K20，不但可以节约原料成 本，也降低了溶化温度。03和10般不采用单一矿物原料，而是采用复盐白石石。 前对CaO的引入也有采用硅灰石的尝试。人工合成的或天然矿物的复盐，作为引人玻璃原料，在玻璃熔化中可以省去许多反应 (热分解、固相反应、复盐生成等）所需的热量，熔化温度低，活性大，容易与其他氧化物 进行固相反应，并有利于玻璃的澄清和均化，所以，采用复合原料，对熔化和降低成本都有 好处。3. 1.2玻璃的形成3.1.2.1 玻璃形成过程在玻璃形成阶段，配合料的熔化过程中，由于石英砂粒的溶解和扩散速度比各种硅酸盐 的溶解和扩散速度慢得多，所以玻璃形成过程的速度实际上取决于石英砂粒的溶解和扩散速 度。在石英砂粒的溶扩过程中，扩散速度比溶解速度要慢得多，所以玻璃形成阶段的速度取 决于石英砂粒的扩散速度。在实际生产中，浮法玻璃配合料在窑内熔化过程中的硅酸盐形成和玻璃形成的两个阶段 没有明显的界限，两者交错进行，即在硅酸盐形成阶段结束之前，玻璃形成阶段已开始。在 从硅酸盐形成开始到玻璃形成阶段结束约需32化，其中硅酸盐形成只需341而玻璃 形成却需要2829min。3. 1.2.2 玻璃形成动力学玻璃形成的速度与玻璃成分、原料的颗粒尺寸、熔化温度等有关。(1)玻璃成分M.V0lf提出玻璃熔化速度常数的方程式。41对一般工业玻璃(3-1)对硼酸盐玻璃(3-2)Si02+Al203 T+K2oSiQ2+Al2Q3Na20+K20+B203对铅酸盐玻璃(3-3)SiONa2O+K2O+0. 125PbO式中熔化速度常数，表示玻璃相对难熔的特征值，无因次量;为氧化物在玻璃中的质量百分数。SiO2, Al2O3, Na2O, K20、B2O3, PbO玻璃熔化速度常数1*值与一定的熔化温度乃相适应，见表3-2表3-2与值对应的熔化温度T值65. 54. 84. 2T/C1450146014201380140013201340浮法玻璃原料的熔化速度常数一般取6，熔化温度与M.Volf的理论计算大致相当。当然不是惟一的决定因素，而是一个经验值，应当与其他影响因素综合考虑。(2) 石英颗粒尺寸鲍特维金（BOTOHHKHH)提出石英颗粒尺寸对玻璃溶化速度影响的计算方程式。T=Kir30(3-4)式中一一为玻璃形成时间，min;广0原始石英的颗粒半径，cm;尺】与玻璃成分和熔化温度有关的常数，当成分为况0273.5%、CaOlO.5%、Na2O16%的玻璃，试验温度为13901时，Ki=8.2X10石英颗粒愈小，反应时间愈短，玻璃生成速度愈快。但颗粒过小（粒径Pf气泡巾的体=气体、气泡中的气体以及炉气三者的平衡关系，即气 泡中包含多种气体，其分压各不相同，但应与各自在 玻璃液中的气体分压、窑气中的气体分压相同，彼此 达到一个动态平衡。并且气体总是由分压高的相进人 分压低的相（见图3-1)。图3-1中/、ff、/分 别代表炉气中、玻璃液中和气泡中气体的分压。图3-1气体间的转化与平衡示意图气体间的转化与平衡除了与上述气体的分压有 关外，还与气泡中所含的气体种类有密切的关系。 根据道尔顿分压定律，当一种八气体进人到有6气体的气泡中时，气泡的总压将增加，B 气体的分压却减小，原有的平衡被打破，就将会从周围玻璃液中吸收3气体，直到两相中8 气体的分压相等为止。这就是澄清剂的作用机理。气体在玻璃中的溶解度与温度有关，温度越高，气体的溶解度越小。(3) 澄清剂的选用浮法玻璃在熔制过程中必须添加澄清剂，根据澄清剂的作用机理不 同可以将其分成3类。变价氧化物类澄清剂这类澄清剂的特点是在一定温度下分解放出氧气，然后在玻 璃液中扩散，渗入气泡或核泡中使它们长大而排除；或者吸收或化合气泡中气体，使气泡减 小到临界泡径以下而消失。这类澄清剂往往是氧化剂，因此也称为氧澄清剂。属于这类澄清 剂的有氧化砷、氧化锑、氧化铈等。其中氧化砷和氧化锑必须和硝酸盐一起使用。氧澄清剂 在玻璃生产需要氧化气氛时使用，未来在全氧燃烧熔窑中将会得到广泛使用。硫酸盐类澄清剂硫酸盐类澄清剂使用最广泛的是芒硝，在其他玻璃品种生产中也 有用石膏和重晶石的。其特点是分解温度高，高温分解后产生的2和302对玻璃液中气泡 的长大与溶解起着重要作用。硫酸盐类澄清剂属于高温澄清剂，在低温熔化时，其澄清作用并不明显，但在高温U4001500C)，就能显示出它的澄清作用，并且温度越高澄清作用40越明显。使用硫酸盐类澄清剂必须使用还原剂煤粉。卤化物类澄清剂这类澄清剂是通过降低玻璃液黏度来达到澄清目的的。属于这类 澄清剂的有氟化物、氯化物、溴化物和碘化物，常用的是氟化物和氯化物。虽然溴化物和碘 化物的澄清效果更好，但由于价格昂贵而一般不用。这类齒化物挥发量大，对环境可能造成不良影响。(4) 影响玻璃澄清的因素配合料中的气体率气体率过大，则熔制时泡沫过多，延长了澄清时间，而且气泡 难以消除；气体率过小，则玻璃液难以形成强烈的翻滚，气泡也难以消除。浮法玻璃配合料 的气体率一般为15%20%。澄清温度澄清温度的过低或过高，澄清时间的不足或过长，都不利于澄清。一般 澄清温度比熔化温度要高一些，但温度过高，也会带来相反的结果，主要由于玻璃液在髙温 时黏度降低，容易渗透到耐火材料的微小孔道里，将其中所含气体排出，使玻璃液中容易产 生微小气泡，此外，也会加剧玻璃液对耐火材料的侵蚀，使耐火材料中的八1203溶于玻璃液 中，局部增加了玻璃液的黏度，不利于澄清。窑压窑内气体组成或压力保持稳定是很重要的，否则会破坏已建立的平衡状态， 不利于玻璃液的澄清。窑内必须保持微正压或微负压，负压过大，使冷空气吸入窑内，将产 生大量气泡；相反，正压过大，也不利于气体的排除。温度升高，黏度降低，有利于气泡的 排除，但要考虑到耐火材料的使用寿命。(5) 加速澄清的措施延长澄清时间、提髙澄清温度、玻璃液沸腾搅拌、鼓泡、加澄清 剂等。在配合料中引入适量的澄清剂是一种最常用的方法。3. 1. 2. 4 玻璃液的均化玻璃液的均化目的是要达到化学均一性和热均一性。本节主要叙述玻璃液的化学均化。当玻璃液存在化学不均时，就是主体玻璃与不均体两者的性质不同，这将对玻璃制品产生不利影响，如因膨胀系数不同将会产生结构应力；光学性质不同将会产生光畸变；黏度和表面张力不同将会产生波筋、条纹等缺陷；化学成分不同还可能产生析晶、析泡等倾向，等等。由此可知，不均匀的玻璃液对浮法玻璃制品的产量和质量将有重大的影响。玻璃液的均匀性与配合料的均匀性、熔制作业的稳定性及耐火材料的质量等有关。玻璃形成和澄清阶段玻璃液中不均体的溶解和扩散是主要的均化过程。CD玻璃液中不均体的溶解与扩散玻璃液中的不均质体，即玻璃组分的浓度差引起的分子扩散，由玻璃液中某组分较多的部分向该组分较少的部分转移。在静止的玻璃液中不均体的扩散速度是非常缓慢的，它们的扩散速度只有10-610-113。根据研究表明，扩散速度0是温度和黏度的函数，计算式为rw KT RT/0 r、D=6=A6(3_6)式中K-一一波尔兹曼常数；7绝对温度，K; r分子半径，cm;7介质黏度，Pa*s;_阿佛伽德罗常数；J4只气体常数。根据上式可知，提髙扩散速度的方法是提髙熔制温度和减小玻璃液黏度。同时温度升高 也降低玻璃液的表面张力，有利于玻璃液的均化。(2) 玻璃液的表面张力降低玻璃液表面张力产生的均化效果比降低玻璃液黏度更有 效。表面张力小的条纹和不均体，容易被均化；表面张力大的条纹和不均体，即使受到剪切 力作用也很难伸长和消失，因此降低玻璃熔体的表面张力，有助于玻璃均化。(3) 玻璃液的对流玻璃液在玻璃熔窑内所处位置不同，其温度也不同，因此导致 玻璃液产生对流。由于在液流断面上存在着速度梯度，因此玻璃液中的不均体被拉长。 其结果不仅增加了扩散面积，而且会增加浓度梯度，加强了玻璃液的扩散均化作用。 但是玻璃液在浮法熔窑中的流动属层流而不是湍流，故对流均化过程的作用是有限的。 增加玻璃液的对流虽然能够强化均化作用，但对耐火材料的侵蚀作用也增强，必须谨 慎对待。(4) 玻璃液中气泡上升当气泡由玻璃液深处向上浮升时，一方面由于气泡上升的翻腾 作用，带动气泡附近的玻璃液流动，在其断面形成速度梯度，促使不均体均化；另一方面若 气泡上升时遇到不均质体，由于气泡的上升力给予不均体以拉力，使它拉成线条，有利于均 化进行。(5) 玻璃液的强制均化技术强制均化技术主要包括鼓泡、搅拌等。鼓泡鼓泡是强化玻璃液均化效果和澄清效果的十分有效的方法。它是将净化的压 缩空气，从窑底鼓泡管鼓人玻璃液中，使它在熔窑深层的玻璃液中产生一定压力的气泡，并 迅速上升到玻璃液的表面而破裂。在上升过程中能吸收玻璃液中的小气泡，使其自身迅速长 大，并搅动四周玻璃液，起到强制均化和促进澄清的作用。如在熔化部热点附近适当位置设 置一排鼓泡点，鼓出的气泡上升时，在熔窑的宽度方向形成一排“气幕”，将熔化池沿纵向 分成两个循环流动区域，并推动两股循环流向前后两个方向运动，前面的环流有着阻挡玻璃 液回流的作用.后边的环流迫使配合料较长时间滞留在熔化区域中，得以充分熔化，并不会 越出鼓泡带进入澄清区，即不会跑料。搅拌它是利用设置搅拌器对玻璃液进行强制均化的有效措施。搅拌器的形式有垂 直搅拌器和水平搅拌器两种，浮法玻璃生产使用的搅拌器一般设置在卡脖上。3.1.2.5 玻璃液的冷却即便是澄清均化很好的玻璃液，也不能马上成型制成制品，这是因为不同制品其成 型温度不尽相同或要求玻璃液的黏度不相同。浮法玻璃的成型温度在1100(：左右，因此 必须将熔化并澄清均化好的玻璃液的温度由13501，均勻降至11001左右，然后进入锡 槽成型。冷却过程中影响产品质量和产量的有两个因素，玻璃液的热均匀程度和是否产生二次气 泡。在玻璃液的冷却过程中，不同位置的玻璃液之间多少总会存在一定温差，即所谓的热不 均匀性。热不均匀性超过一定范围时，将对生产带来不利的影响。因此在实际生产过程中，冷却部一般不采用强烈的冷却措施，而且严格采取保温措施，尽可能使玻璃液的降温均匀一致。二次气泡的特点是直径小（一般小于0.100、数量多（每（1玻璃中可达数千个气 泡）、分布均，又称为再生泡或灰泡。不同玻璃产生二次气泡的原因不尽相同，一般产生的原因有盐类的继续分解、溶解气体的析出、耐火材料气泡作用、其他化学反应。423.1.3玻璃熔制工艺制度合理的熔制工艺制度是正常生产的保证。熔窑熔制四稳作业（即温度稳、压力稳、泡界 线稳、液面稳）对于获得高产、优质、低消耗、长窑龄起了重要作用。池窑的工艺制度包括 温度、压力、泡界线、液面、气氛和换向等。3. 1. 3. 1 玻璃熔制的温度制度这里的温度制度是指熔化部的温度制度，而非全窑的温度制度。温度制度是指沿熔化部 窑长方向的温度分布，用温度曲线表示。温度曲线是一条由几个温度测定值连成的折线。温 度值因测量位置和测量方法不同而不尽相同。目前，不同生产厂家测温点并不完全一致，常 用的有测小炉腿温度的、测胸腔温度的、测火焰温度的、测玻璃液温度的以及测挂钩砖温度 的等。浮法玻璃熔窑通常采用数字光学高温计测量小炉腿温度，并与窑顶热电偶的测定值比 较。熔窑上部空间温度波动范围被控制在士5。理论上应该而实际上也尝试过测玻璃液温 度，但由于热电偶使用寿命问题，实施有困难。温度制度对玻璃熔化速度、玻璃液对流情况、成型作业、燃料消耗、窑龄等都有影响， 要慎重制定和严格控制。温度曲线要满足熔化过程的要求和操作要求，也要有利于成型部分的要求。浮法玻璃熔 窑的温度曲线一般有三种，即“山”形、“桥”形和“双高”曲线，采用不同形式温度曲线 时的温度分布和燃料分配见表3-3，其各自特点如下。表3-3温度曲线及燃料分配示例小炉序号1井23456“山”形曲线温度分布/c143014801530155015201440燃料分配/%161820211689“桥”形曲线温度分布/c149015101540157015501500燃料分配/%1520. 320, 72L 7193. 3“双髙”形曲线温度分布/c147515101550157515451500燃料分配/K18. 118. 516, 120. 119. 37. 0国外浮法熔窑温度分布/1_前 1466152115651593156815526甘后1528(1) “山”形曲线是以往国内平板玻璃厂主要采用的温度曲线。“山”形曲线的特点是 热点突出，热点与14小炉及末对小炉间的温差大，泡界线清晰稳定。热点并不是一个点，它是指玻璃液表面层的最高温度带。使用6对小炉的熔窑的热点位 置一般定在4#小炉或稍后一点。5对小炉的熔窑，热点在34与4#小炉之间。热点位置确 定之后，料堆应占据从投料池到第2#对小炉末的区域，泡沫占据第3#对小炉的范围，泡界 线的顶端就在玻璃液的热点处。在正常生产时，泡界线一般在热点之后半个小炉位置，这是因为在热点之前，配合料覆 盖液面，阻碍传热，所以玻璃液升温慢，待配合料逐渐熔化时，玻璃液面暴露越来越多，吸 热增多，升温加快。甚至在热点之后，虽然火焰空间温度在降低，但是玻璃液温度由于升温 惯性仍在升温，直至达到平衡为止，即达到玻璃液的热点。由于这个滞后关系，使玻璃液热 点处在熔窑热点之后。而泡界线则应在玻璃液热点处或在玻璃液热点前。如果池窑熔化量不 49足，投入的料很快被熔化，则此时泡界线会在熔窑热点之前。泡界线后移可扩大熔化面积， 但不能远于5#小炉，否则不仅容易跑料，而且对澄清和均化也不利。“山”形曲线难以充分利用窑的潜力，在需要提高产量时，只能采用提高热点温度的方 法，即采用髙温熔化制度，实践证明，高温熔化制度是提高产量、改善玻璃质量和降低单位 能耗的重要途径。表3-4、表3”5中表明了熔化率和窑产量随温度升高而增大的情况。表3-4熔化率与熔化温度的关系玻璃熔化温度/t：137014201470150015301600培化率/(1/11 d)3507001050150020003000表3-5熔化温度每升离11时窑产量的增长率熔化温度范围/t：140014501450150015001550窑产量增长率/%210- 7研究表明，当熔化温度由15501：提高到1600时，玻璃形成的时间会缩短3/5，这是 由于石英转化成密度为2.3&/3的中间液相的反应在16001左右最激烈。但是，熔化温度 再升髙必然加速粉料的挥发和耐火材料的蚀损，并且单位能耗也会有所增加。所以研究最经 济的玻璃熔化温度是非常重要的，目前国外有将热点温度提高到接近16001：的见表3-3。 为了强化对配合料的熔化，普遍采用提高预熔温度，即提高0、2#小炉的温度。而热点后 小炉温度及温降梯度，要根据玻璃液澄清和均化的要求，满足玻璃液在澄清部有足够的停留时间（大于90爪丨打）。(2) “桥”形曲线“桥”形曲线与“山”形曲线相近，有一个热点温度，热点前后两对 小炉的温度与最髙温度相差不大，温度曲线似拱桥形。其特点是熔化髙温带较长，有利于提 高玻璃配合料熔化速度和玻璃液的澄清，国外采用此种温度制度的较多。(3) “双髙”曲线“双髙”曲线即“双高热负荷点”温度制度，其核心是减少处在泡沫 稠密区的小炉的燃料分配量，降低此处的热负荷。因为浮在液面上的稠密泡沫热阻较大，使 火焰对玻璃液的传热困难，如果热负荷不减小，则火焰的大部分热量会留在上部空间传给胸 墙和窑顶，使它们的温度升高，这样，既缩短了池窑寿命，又浪费了燃料。“双高”曲线的 特点是在配合料较多的0、2#小炉投人较多的燃料，使配合料在此处被基本熔化了；适当 减少处在泡沫稠密区的3-、0小炉的燃料量，以降低此处耐火材料的热负荷；增大5#小 炉燃料量，以利于强化玻璃液的髙温澄清和均化作用；6#小炉半开或开小，以适应成型的 需要。由于“双髙”曲线合理分配了燃料，因而能够降低燃料消耗量。测量温度的仪器有热电偶、数字光学高温计、辐射光学高温计等。3. 1. 3. 2 玻璃熔制的压力制度池窑压力制度用压力分布曲线表示。窑内压力是指气体系统所具有的静压。与温度曲线 相似，压力分布曲线是一条有多个转折点的折线，压力分布曲线有两种：一种是整个气体流 程（从进气到排烟）的压力分布，简称气流压力分布；另一种是沿玻璃液流程的空间压力分 布，简称纵向压力分布。浮法玻璃熔窑的气流压力分布如图3-2所示。从图中可以看出，玻璃液面处的压力为零压或微正压，该处的压力统称为窑压。窑压不能为负压，因为负压状态火焰空间将吸入冷空气，改变窑内气氛，降低窑温，增加能耗，还会使窑内温度分布不均匀。但也不能过大，窑压过大44图3-2气流压力分布图 单位：mmH20。lmmH20=9.80665Pa将使熔窑冒火严重，不仅增加燃料消耗，而且加剧窑体烧损，并不利于玻璃液澄清和冷却。影响窑压的因素有烟囱抽力和气流沿程阻力。烟囱抽力是由烟囱和/或余热锅炉引风机提供的，影响烟囱抽力的因素主要有风火搭配 不当，助燃风量过大；窑体漏风，废气量增大；烟气温度较低等。通过调节烟道大闸板或废 热锅炉引风机闸板的开度可以调节烟囱抽力的大小。沿程阻力变化的原因很多，常常发生在窑使用的后期，如蓄热室格子砖倒塌严重，格子 体堵塞和漏气，遇暴雨等原因使地下水位上升或烟道进水致使烟道温度下降，截面积减小 等。应采取热修格子体、疏通格子孔、封堵漏气点、排除烟道积水等措施。 确定窑压指标时，必须考虑外界的气压、温度、风向及熔窑的使用时间。一般夏季的窑 压比冬季低24Pa，窑炉后期时窑压比前期稍低些。窑压小，其主要原因是烟囱抽力过大，应适当关小烟道大闸板或废热锅炉引风机闸板。正常生产时，换向操作也是引起窑压波动的主要因素之一，采用合适的换向程序和自控 调节参数可将换向时的窑压波动控制在1?&。窑压的测量采用微差压计，测点设在熔窑澄清部两侧液面处附近。过去曾普遍采用设在 澄清带大碹下，但由于灵敏度差，目前已很少采用。窑压采用自动控制系统，由测压装置和 调节闸板联动来完成。3. 1. 3. 3 玻璃熔制的泡界线制度(1) 泡界线的形成在正常作业条件下，进入熔窑的配合料受到3方面的作用，一是投 料机将料堆向前推进的力，另一是从热点向投料口的对流对料堆施加的阻止其前进的反方向 的力，第三是髙温熔化作用，在三者的作用平衡时，料堆就固定在熔窑的某一位置消失。此 后未熔粉料颗粒和反应放出的气体形成泡沫稠密区，并在三者作用下完全熔融，形成清净的 玻璃液。泡沫稠密区与清净玻璃液之间就形成了一条整齐明晰的分界线，在线的里面，玻璃 形成反应激烈进行，液面有很多泡沫。而在线的外面，液面像镜子一样明亮，这条分界线就 是泡界线。通常按照泡界线的位置、形状、清晰度来判断熔化作业的正常与否。(2) 泡界线的控制泡界线的形状、位置的稳定是熔化作业正常与否的重要标志，也影 响到窑的产量和玻璃液质