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文档简介
1、浮法玻璃的熔化将合格的配合料经过高温加热熔融形成均匀的符合成型要求的玻璃液的过程称为玻璃 的熔制。熔制是玻璃制造中的重要部分,玻璃的产量、质量、制造成本、单位产品的能耗、 熔窑寿命等都与熔制有密切关系。玻璃的许多缺陷也是在熔制过程中产生的,制定合理的熔制工艺制度,进行合理的熔制才能熔制出好的玻璃液,这是生产出优质玻璃的重要保证。玻璃的熔化是一个非常复杂的过程,进行一系列物理、化学、物理化学反应。这些现象和反应结果,使配合料的机械混合物变成了复杂的玻璃液。加热时大致发生以下变化:物理过程:配合料加热时吸附的水分蒸发排除,某些单晶组分熔融,某些组分的多晶转变,个别组分的挥发(Na2O K2O Si
2、F4等)。化学过程:固相反应,各种盐类分解,水化物分解,化学结合水排除,组分单的相互反 应及硅酸盐形成。物理化学过程:低共熔物的生成,组分及生成物间的相互溶解,玻璃液和炉气介质间的相互作用,与耐火材料间的相互作用,和其中夹杂气的作用等。配合料各组分在熔化时发生的这些变化及发生变化的次序及对熔化过程的影响都与配合料的性质有关。分解CaCO3 >CaO+CO2,在400c开始Na2CO3与煤粉之间的固相反应 NaCO4+2CNaCO3 + CO2, 500c进行的很快;500c开始 Na2s 变为 Na2CO3 ,Na2S+ Ca2CO3 Na2CO3 + CaSo 573 c 3 石英 a
3、 石英。340-620 C镁钠复盐与 SiO2反应生成碳酸盐,MgNa2(CO3)2+2SiO2= MgSiO3+Na2SiO3+2CO2450-700 C MgCO3f SiO2 作用 MgCO3+SiO2 M MgSiO3+CO2.620CMgCO吩解最快,继续升温分解减慢。585-900 C镁钠复盐与 SiO2反应形成硅酸盐,CaNa2(CO3)2+SiO2 CasiO3+Na2SiO3+2CO2.600-900 C CaCO3W SiO2作用生成硅酸盐, Na2CO3+SiO2 >Na2SiO3+CO2生成低共熔混合物,玻璃形成阶段开始:740 c Na2SO4-Na2S; 75
4、0C Na2S-Na2CO3; 780 c Na2CO3-CaNa2(CO3)2;795 c Na2SO4-Na2CO3; 865 c Na2SO4-Na2SO3865 c Na2S. CaS与 SiO2 反应形成硅酸盐, Na2S+Na2SO4+SiO2_Na2SiO3+SO2+S. 855c没起反应的 Na2CO附始熔融,885CNa2SO4熔鬲915C CaCO吩解速度最快。 980-1150 C MgO与 SiO2 作用形成硅酸盐 MgO+SiO2 MgSiO3 1010-1150 C CaO SiO2 作用形成硅酸盐CaO+SiO2CaSiO3600-1280 C CaSiO3与 M
5、gSiO3作用形成 CaMg(SiO3)2 1200-1300 C石英颗粒、低共熔混合物、硅酸盐熔融。在多组分(含浮法玻璃) 配合料中碳酸盐分解、硅酸盐形成及熔化等反应的早、终结温 度也低,是由于硅酸盐形成的快,生成多种低共熔混合物所致。上述过程是在实验室由低温到高温逐段进行的。约在800 c结束硅酸盐形成反应,这与生产实际有很大不同,因配合料入窑直接加热到1300c以上,各种变化同时进行。经极短时间(约3-5分钟)就完成了硅酸盐形成阶段的反应。硅酸盐形成阶段所需时间主要决定于温度、配合料性质、加料速度、投料方法。两种或多种物质形成的低共熔混合物远低于其各 自的熔点,如 Na2SO4-Na2C
6、O3, Na2CO3-CaNa2(CO3)2, Na2SO4-Na2SiO3, Na2SO4-Na2S, Na2S-Na2SiO3.难熔的石英颗粒同样能与某些组分形成低共熔混合物,在较低的温度下出现 液相,加速硅酸盐形成阶段的固相反应。(二)玻璃的形成硅酸盐及没起变化的SiO2 组成的烧结物继续升温,易熔的低共熔混合物开始熔化,同时发生硅酸盐与剩余的SiO2 互溶。到这一阶段结束时,应没有没起反应的配合料颗粒,成为含有大量气泡的、化学成分不均匀的透明玻璃液。这阶段温度约为1200-1250 。玻璃形成阶段的速度决定于石英砂粒的熔解速度,首先是砂粒表面熔解,而后是熔解的SiO2 自砂粒表面的熔融
7、层向外扩散,扩散速度较慢,熔解速度快于扩散速度。随着熔解与扩散,熔体中SiO2 含量逐渐增加,粘度增高,熔解与扩散越来越慢。玻璃形成速度与石英颗粒大小关系很大,与颗粒半径的三次方成正比。但如颗粒小于0.06 毫米时,因细粉易结团、成块,这如同大颗粒一样,故不能太细。提高温度、降低粘度、合理的粒度就可以提高玻璃的形成速度。玻璃成分中难熔组分 SiO2越多,砂粒熔解速度越慢,易熔组分 Na2CO3 K2CO蛔多,熔解速度越快。除SiO2 与硅酸盐离子团单的扩散外,还有各种硅酸盐之间熔融体内进行扩散的过程。这些过程使SiO2 更快熔解,使不同区域的硅酸盐浓度逐渐均匀。硅酸盐形成与玻璃形成没有明显界限
8、(玻璃形成约30 分钟) , 这两个过程统称为玻璃的熔化过程。(三)玻璃液的澄清形成的玻璃液中含有大量的气泡,继续升温降低粘度,从玻璃液中排除可见气泡的过程。澄清温度1500左右(10-10 2泊) ,它是玻璃熔制过程中的重要阶段。由于各种盐类的分解,使玻璃液中含有许多种类的气泡。熔解于玻璃液中小部分分解的气体在继续加热过程中,由于熔解度降低而从玻璃液中析出,形成可见气泡;某些盐类继续分解,玻璃液本身进行的一些化学反应产生的气体形成可见的气泡。玻璃液中含有的这些多种气体,一般有以下几种:SO2 CO N2 SO3 O2 、水蒸气等。它们有可见的和不可见的两种。N2 一般以物理熔解状态存在于玻璃
9、液中,其它气体大部分与玻璃形成化学结合状态及溶解于玻璃液中的不可见气体。可见气泡中的气体不超过气体问题白1%。除N2外,其它几种气体在玻璃中含量与玻璃的组成有关,SiO2含量越高,一价、二价金属氧化物越少,化学结合状态的气体越少。浮浅过程是排除可见气泡而不是消除全部气体。在澄清时,玻璃液内熔解的气体、气泡中的气体及窑内气体的平衡关系,是由该种气体在各相中的分压决定的。气体由分压较高的相进入分压较低的相,如窑内气氛中某一气体分压大于玻璃液中同种气体的分压,则该种气体阍深入玻璃液中,直至分压相等为止。如溶解于玻璃液中的气体分压大于气泡中同种气体分压,气泡就从玻璃液周围吸取气体。玻璃液中溶解气体的饱
10、和程度越大,气泡内气体分压就越低,气体增长速度越快,使气泡增大而上升。相反, 如果气泡内气体分压大于玻璃液中溶解的气体分压,气泡内气体将被溶解,使气泡变小,甚至被完全溶解而消失。气泡中气体种类越多,则每种气体分压就越小,而吸收玻璃液中溶解气体的能力就越强,气体排除就较容易。为便于排出玻璃液中分离出来的气体,窑内气体分压必须小些,同时窑内气体组成及压力必须保持稳定。使气泡体积增大,加速上升,浮出玻璃液表面后而破裂消失,这主要是在熔化部进行的,气泡的大小和玻璃液的粘度是气泡能否浮出的决定因素。气泡在玻璃液中上升速度与气泡半径的平方成正比,与粘度成反比。玻璃液中溶解气体过饱和程度越大,这种气体在气泡
11、中分压越低,气体就越容易从玻璃中进入气泡。这样气泡增大,上升速度加快,迅速浮出玻璃液面。适当的调节温度,可使玻璃液中小气泡被吸收而变小或消失。效果的显著与否与进入冷却部的过程中气泡的大小有关。在降温过程中因气体变冷,压力不变,气泡必然变小。又由于表面张力的作用,气泡内的压力因气泡变小而增大,玻璃液中气体饱和压力低于气泡内气体的压力,有利于气泡内的气体扩散到玻璃液中去而被吸收,成为不可见气泡。又由于气泡放出了气体,气泡又减小了,玻璃液表面张力使气泡内压力进一步增加,直至气泡被完全吸收。由此可见,澄清温度过高或过低均非最佳。应制定合理的澄清与降温过程之间的温差,澄清时间不足或过长都不利于澄清。一般
12、澄清温度应高于深化温度,以得天消除气泡,但澄清温度过高也常常带来相反的结果。因高温玻璃液加剧对耐火材料的侵蚀,增加了玻璃液的局部粘度,高温玻璃液粘度极小,极易渗入耐火材料小孔内将其中所含气体赶出来,产生微小气泡,且对气泡的吸收不利。澄清过程中窑内必须保持微正压,超厚压过大或负压都不利于澄清。配合料气体率应为15-20 ,过大或过小都不利于澄清。加速玻璃澄清的方法有延长熔化时间,提高温度,加澄清剂等。浮法玻璃用澄清剂多是芒硝,生产某些颜色玻璃时有的加一些硝酸钠。单独用芒硝作澄清剂时的用量为配合料的1-1.5 , 硝酸钠为3-4 。 用芒硝做澄清剂时,高温分解放出SO3或SO2单才的SO坏溶于玻璃
13、,硫酸盐澄清过程中氧化状态起着很重要的作用。硫酸钠在很高的温度下分解,在玻璃中的溶解度极为有限,因此硫酸钠的高温气体可使气泡长大而排出。硫酸钠与 SiO2反应很慢,到很高温度才会反应,因此,只有在熔化的最高温度、最后阶段才发生反应放出 SO3它对消除玻璃中残留气泡起着重要作用。许多澄清剂都具有高温时降低玻璃液粘度的作用。澄清剂不同,其作用也各有不同,一般在高温下分解或挥发,大多数澄清剂能生成大量溶解于玻璃液中气体,在玻璃液中呈过饱和状态,提高了玻璃中的气体分压,并向残留于玻璃液中的气泡析出,降低气泡中已有其它气体的分压,重新加强了它从玻璃液中吸取这种气体的能力。由澄清剂生成的气体和气泡中原有气
14、体的共同析出而增大气泡直径,加速了气泡的上升。这些气泡的上升又使小气泡上升,并把一部分小气泡带出来。加入的澄清剂必须适量,少了澄清不足,多了可能分解不完全,且对环境造成污染。据资料介绍,如控制较好时,芒硝含率2.8 可满足需要,其中作为澄清的约为0.4 ,我国有的浮法玻璃厂芒硝含率为3。玻璃液的澄清主要应在5 号小炉(或末对小炉)之前完成气泡排出,其后主要是小气泡的吸收。因此, 提高熔化部末端( 7 号电偶)温度不可能排出气泡,也不等于小气泡的吸收,还增加能耗。这是因为误将其做为澄清部的结果。(四)玻璃液的均化玻璃形成后,玻璃液中的化学成分及温度都是不均的。均化的作用就是消除玻璃液中的条纹及其
15、它不均匀体,使玻璃液各部分的化学组成达到预期的均匀一致。条纹是一种化学成分与玻璃液主体不同的条状透明夹杂物,在玻璃形成过程中生成并存留于玻璃液中,耐火材料被侵蚀也会生成不均匀体。玻璃液的均化和澄清同样重要,也很困难。这两个过程是相互联系又相互影响。因澄清时,由于气泡的排出而起着较大的搅拌作用。气泡从玻璃液中浮出会碰到条纹或不均匀体,将条纹或不均匀体拉成条或带状,在拉力作用下越来越短、越细、越薄,使均化易于进行。在高温时虽有利于气泡的排队,但对耐火材料的侵蚀也加剧,这又引起较多的条纹及不均匀休。这在碱金属及碱土金属氧化物含量较高的玻璃液中尤为严重。由不吝的深度差而引起的扩散,使玻璃液中某组分较多
16、的地方向较少的地方转移而达到均化。 由于温度差及生产形成的玻璃液对流起一定的搅拌作用。如合理控制玻璃液的流动,再采用机械搅拌,将玻璃液内不均匀的区域及粉末条纹不断分割成细而短的条纹,使接触面积扩大,这不仅增大了扩散面积,也增大了垂直于扩散面轴向上的浓度梯度,这又促进了扩散的进行。通过扩散、对流和搅拌作用消除条纹和热不均性,这就实现了玻璃液的均化。(五)玻璃液的冷却。玻璃液的冷却是熔制过程的最后阶段,目的是根据玻璃液的性质成成型方法,将其粘度提高到所需要的范围。一般温度要降低200-300 。玻璃液的冷却必须均匀一致,不能破坏澄清、均化的成果。要特别防止二次气泡(又称再生气泡)的产生,这种气泡的
17、直径一般小于0.1mm,但特别多。二次气泡产生的原因是由于不合理的冷却过程以及玻璃液被重新加热最易产生二次气泡,这是因硫酸盐受热分解,放出气体。另一方面,是因温度回升使某些气体的溶解度下降,又从玻璃液中析出气泡。窑内如果存在还原气氛(指化料带之后)也会导致硫酸盐的分解而析出二次气泡。二 玻璃的深化制度及控制配合料投入熔窑之后,很快就产生含有大量气泡的一层熔融的玻璃薄膜,厚度约十几毫米,熔融体不断向下流淌,逐渐形成小料堆及密集的泡沫层,最后小料堆完全消失,只有泡沫层留在熔化带内,有待进一步的澄清及均化。配合料上表面由火焰辐射和对流,下表面受1300左右投料回流玻璃液传热而进行熔化。配合料、泡沫层
18、、玻璃液的吸热是不同的。泡沫层为配合料吸热量的50,玻璃液为30-40。玻璃液的导热系数很小,50 毫米深处辐射热量已被吸收约90,伪造玻璃液的辐射传热将上层热量依次向深层传递,加热下层玻璃液,它与玻璃吸热性的关系极大。无色玻璃透热性好,投料回流玻璃液的温度高,带的热量多,加速了玻璃配合料的熔融。配合料不断的吸收投料回流的热量,回流温度不断降低,距投料口越近回流温度越低,比重增大而下沉经由窑池深部又流到热点。投料回流量大有利于熔化及节能(约占化料热耗15-20)能延长配合料堆在熔化部高温带的逗留时间,热交换充分,还能阻止泡沫熔融体越过热点。加大投料回流就必须突出热点,温差应为100-130 。
19、稳定的投料回流是稳定池底温度、熔化及泡界线的重要因素。含铁高、 颜色较深的玻璃透热性差,投料回流小、温度低,能耗也高。一、熔化火焰及其控制火焰是进行热交换的主体,它以辐射、对流、传导的方式将热量传给配合料、玻璃液及窑体。 在耐火材料允许的条件下温度应高些,横向温差尽可能小些,火焰覆盖面积尽可能大。各小炉的温度是由熔化温度制度决定的。1、 窑内气氛及火焰亮度在理论上,空气过剩系数等于1 时为中性,小于1 为还原性,大于1 为氧化焰。对于纯碱芒硝配合料 1号、2号小炉应为还原焰,不使煤粉烧掉,保证芒硝分解所需的煤粉。但还原性不宜太强,防止芒硝过早分解完,在澄清时SO2 过饱和不足,达不到硫澄清的目
20、的,在玻璃液中残留的小气泡还能浮出。如果太弱甚至是氧化火急,芒硝不能完全分解,在澄清后或均化带仍在热分解,产生SO2、 SO3 气体,对于SO2 玻璃液是不能吸收的,气泡残留的玻璃液中。3 号小炉为中性, 4 号小炉为弱氧化焰,5 号、 6 号小炉必须是氧化焰。如果是还原焰,已被玻璃吸收而看不见的气体SO3会变成SO2 (SO2 + CO-SO2+CO2),使澄清好的玻璃液又产生气泡(再生泡)而残留在玻璃液中。芒硝含率3以下不加煤粉,1 号小炉可为中性或弱的氧化焰,其余小炉均为氧化焰。火焰气氛的性质用气体分析法确定。在正常生产中可按火焰亮度来估计,火焰明亮为氧化焰,亮度不大稍有点浑为中性焰,火
21、焰发浑且飘为还原焰。窑内火焰气氛对熔化的玻璃液质量有极大的影响,芒硝过早分解完,起活性剂的作用没有了, 也就起不到先溶入后澄清作用,石英颗粒溶入玻璃液中也变得困难,玻璃液中不但有气泡还可能有石英颗粒。如芒硝没有完全分解,过热点粕还进行热分解,同样会产生气泡而残留在玻璃液中。因此,必须十分重视窑内的气氛变化,使气氛稳定是十分重要的。2、 火焰的长度及角度(方向)火焰长对配合料的覆盖面积大,有利于热交换,熔化速度快。但火焰过长,火稍强烈冲刷对面胸墙及小炉砌体,不但使这些部位加速侵蚀,还会使耐火材料颗粒落入玻璃液成为结石。如 AZS 砖较容易形成霞石、铝硅质、锆质结石。若废气中有可燃物还可能在格子体
22、中般火稍末端距燃烧,导致格子体温度过高而倒塌。火焰太短覆盖面积小,也不利于熔化。 对面月儆墙0.5米左右。火焰贴近玻璃液面而斥过,加强火焰与配合料及玻璃液的热交换,还能将液面上滞留的附着气层驱除掉,加速了玻璃的熔化。火焰下倾多会冲击料堆及液面,加剧粉料飞扬,侵蚀窑体、堵塞格子体,还会增加玻璃液中的气泡。同时也与空气混合不好,燃烧黑区大,火焰 覆盖面积小,加大横向温差,破坏了正常对流,降低热交换,不利于熔化。若火焰上倾较大, 使石宣顶温度过高,可能局部过热面烧坏大石宣。在火焰与配合料、玻璃液之间存在一层温度较 低的气体,阻碍热交换,不利于熔化,还降低热效率,增加能耗。第一次安装油枪,可定为 6。
23、角,观察火焰状况,再进行调整直至合适为止,一般角度为 5-8。3、火焰应有足够刚度, 燃油火焰刚度大,因重油雾化介质是在有压力的条件下喷出的, 所以火焰速度快、方向性强、刚度也大。4、燃油熔窑火焰的控制。重油燃烧是否完全,燃烧是否符合熔化要求,均与油枪(喷嘴)的选型、雾化介质的选 择及温度、压力、重油粘度、油温、油压和操作等因素有关。(1)油枪喷出的油滴要细而均匀,黑区要短,不能有空心,喷射的射程保证稳定不变。火焰覆盖面积大,与助燃空气混合的好,燃烧速度快、刚度好,燃烧热效率高。在火焰长度 方向上放热均匀,热辐射强,这对液面传热效率高且均匀。雾化介质消耗要少,对油及雾化 介质压力要求低,噪声小
24、,结构简单,易拆装、清洗和检修。油压及雾化介质压力奕根据油 枪使用说明书确定, 太高或太低会离开最佳工作范围,雾化效果恶化,不能完全燃烧,不但增加油耗,对熔化不利,且加剧对窑砌体的烧损。 喷嘴型号应根据油流量、火焰长度进行合理的选择,使其达到最佳状态。(2)重油必须很好的雾化,小于50微米的油滴要超过 85%,在一定范围内油的粘度与油滴大小成正比。 目前雾化介质多数已采用压缩空气,因其稳定且压力大,利于雾化,同时它本身也参加燃烧(约占燃烧所需空气的510%)。用它时火焰易于调节,刚性强、火根温度高、横向温差小。如将压缩空气加热效果更好,节油较明显。有时用调节雾化介质的方法调节火焰的长度及亮度(
25、压力大火短而亮),短时间尚可,但并不可取,这会增加油耗。雾化介质的用量,在满足雾化要求的条件下越少越好,也越节 油。一般高于油压 0.5KG/cm2就可以满足要求,最大不应超过1KG/cm2).(3)根据重油的粘度决定其加热温度,喷嘴处的粘度为3-5° E,具体的加热温度由表查得,温度低粘度大,雾化不好,燃烧不完全,温度高粘度小易结焦、气化、火短,油温应稳 定,油的最高加热温度一般不应超过150C。油站油的出口压力不应大于0.9Mpa,到窑头换向室压力0.6-0.7,枪前压力0.3,不超过0.35,回油压力应大于 0.1,油枪前的油压增加 油流量同时增加,火焰弯长且浑,油压降低油量减
26、少,火焰短而亮(助燃风不变)。因此,在生产中应保证油温、油压稳定。粘度油温对照表控制粘度5E67891011121314153E1171221261321351371391421441461484107112116120122126128130133136138510010610811311611812112312512712969410110310610911311511711812112479296100104106109111114115117119( 4)为保证合理燃烧,满足熔化对火焰的要求,油、气、风的比例必须合理,达到合理燃烧,这对节油非常重要。废气中氧含量控制在2-3,不应低于1
27、或高于5。空气过剩系数一般为1.1-1.15。 1Kg 重油完全燃烧需要10.918(标M3/Kg 油)空气,实际需要空气量 12.01-12.56。二、熔窑内温度分布及控制玻璃的熔化过程是在同一时间不同的位置内进行的。沿熔窑的长度方向上形成的各自区域所需的热量和温度是不同的,为保持熔化的正常进行,就必须保证各带热量的供给及所需的温度。因此,制定合理且稳定的温度制度及燃料的合理分配,对熔化具有决定性意义。在制定熔化温度分布曲线时,根据玻璃的化学组成、配合料的性质,道德确定热点位置,再根据耐火材料质量确定温度。可参照王承遇教授提出的玻璃参考理论熔化温度计算公式:Tm=ECnX Pn+1400Tm
28、: 参考熔化温度()Cn:氧化计算系数Pn:氧化物的重量百分数Cn 系数为 SiO2(70-75%) 3.6;Al2O3 (5%6.5;MgO T; CaO 芍;Na2O (15) T1;K2O ( 5% -8; LiO2 T2目前热点温度多数定为1575,有的达到1580-1590。 热点与 1 号小炉的温差一般为100-130,这是以小炉腿温度为基准的。有六对小炉的熔窑,热点多定为4 号小炉或稍后,料堆与泡界线的距离不应少于1 个小炉位置,热点与泡界线重合或稍后,泡界线之后是洁净的液面。实际上,热点是液面表层的最高温度带。温度分布曲线多为山形(也有桥形的,这不很合理),因山形热点突出,泡界
29、线清晰稳定。为了提高熔化率,提高热效率,降低能耗,随着熔窑结构的改进,耐火材料质量的提高,目前 1 号、 2 号小炉温度都有不同程度的提高,这也有利于高温大澄清实现。在制定温度分布曲线时,要重视热点与冷却部及流道间的温度关系,要均匀而合理的降温,降温太快,满足不了冷却部、流道及成型的要求,降温太慢不利于气泡的吸收、消失、变小,且增加能耗。还要增大冷却部的冷却强度窑压增大,快速降温,以满足成型要求,这显然是不命题的。因此,熔化部末端温度必须合理。应指出,冷却部微调风是保证冷却部窑压稍大于熔化部窑压(约2-3Pa) ,保证成型温度的稳定,对温度进行微量调节。要建立合理的温度分布曲线,必须合理的分配
30、各个小炉的燃料消耗量。一般山形温度曲线的燃料分配为1 号 16-17;2 号 18-19;3 号 21;4 号 20-21 ;5 号15-16;6 号小于9。这种燃料分布可能不太合理,因澄清排泡所需的热量较少,应减少此处燃料的供给量, 这就出现了 “双高” 燃料供给量:1 号19-20;2号 20;3 号16-17;4 号 20-21 ;5 号18-19;6 号 5-6。如果热点在4-5 号之间还应减少3 号分配比例量,增加5-6 号燃料供给量。化料及澄清排泡的燃料用量不应低于55,加热带不应高于45。伍捷申教授建议的燃料分配为1 号 20;2 号 20;3 号 19-20;4号 9-10;5
31、号 19-20;6号 10-13;热点在 5 号小炉前。据资料介绍国外浮法窑泡沫区的燃料供给也较少,约为问题8-9。虽然 2 号及 4 号小炉燃料供给的最多,也基本相同,但温度是不同的。因为 2 号是化料带, 需要的热量多,4 号需要的热量少,温度必然高,绝不可能出现双热点。从工艺观点说,玻璃的熔化过程也绝不允许出现双热点。对于熔窑内的温度分布及控制,燃料的分配等,伍捷申教授在燃料的合理分配与室内熔化过程的分带,陈恭源在“玻璃熔制新概念”以及有关的资料中均有论述,笔者在“浮法玻璃的熔化制度”、 “浮法玻璃熔制工艺技术的实践与探讨”及 “浅析石门硅砂在生产中的应用”中都 做了分析和表述。还应指出
32、,池底温度的升降决定于最高温度带玻璃液的温度,也就是玻璃液投料回流与生产回流的温度。并不决定于所对应的小炉温度,这在“硅酸盐通报”及“玻璃”期刊中均有论述, 并也为生产实践所证明。确定合理的温度制度和对燃料的合理分配及对火焰进行有效控制是节能降耗,优质、高产的决定因素。二、投料、液面及窑压的控制投料的正确与否将直接影响熔化速度,化料带的位置,熔化温度的变化及液面的稳定。投入窑内的配合料所形成的玻璃液量必须与成型的玻璃液量同步且相等,使之处于动平衡状态,保持液面及窑压的稳定。1、投料使用的投料机有垄式、辐筒式、毯式平毯式、斜毯式、园弧式。毯式投料机有将配合料压入玻璃液的趋势,有利于熔化,落差小、
33、飞料少、易于密封,可靠性高,故 障少,不需备用,大型窑是一窑二机或一机。应采取快速薄层投料,使配合料充分覆盖玻璃液面,料堆位置要稳定,不能接触池壁,不得跑偏。料堆发生偏移应及时调整,可采取正倒料或反倒料。正倒料是哪边料长停哪边投料机。正常生产中如发现哪边料堆多、见长、泡界线见远可用正倒料,关小闸板,减少下料量,防止出长料及料堆跑偏。投料机各闸板开度是不同的,应边部料层薄,中间最厚,有利于熔化。如已发生跑偏,可用人工倒料,将靠近池壁的配合料推向窑中部。偏料与窑温及配合料的质量也有较大关系。2 璃液面均已实现自动控制,精度较高,故障很少,可满足生产要求。但在发生某种事故时,液面下降较多,且不可继续
34、使用自动,应改为手动,慢慢将液面位置长至确认值, 再投入自动控制,这可减少发生长料或顶泡界线,甚至泡界线外移的现象。3 窑压自控系统有了很大发展。窑压自控投入之前,应将窑内压力人工调节在给定指标范围内,且应留有较大的调节余量。碹顶取压点水平面与玻璃液上的压力差(H2Omm )可用下式计算:P= n (Y 空/1+3 *t 空-Y 烟/1*t 烟)N : 碹项水平面距事不为不成同的高度(M )Y空:窑周围空气密度(Kg/标M3); 20c为1.21。Y 烟:窑内烟气密度;15000.2, 8000.33T 空:窑周围空气温度T 烟:窑内烟气温度3 :常数(1/273)一般Y空取1.293, t空
35、取50, t烟1550C, P为压力差。各厂窑的情况不同,配合料不同,窑压也有所不同,一般为5-10Pa。有的20Pa。应根据实际情况确定。在实际工作中并不计算,而是先给定一个指标,然后在末对小炉后的上沿孔洞处放一支燃烧的木条,若火稍往外冒就定为正式指标。火向窑内吸是窑压小,外冒厉害是窑压大了。窑压一经确定就必须保持稳定。窑压大,火焰浑浊无力,废气排不出去,燃烧速度慢,燃烧不完全,熔化部温度低,泡界线远且不清晰,加剧对窑体的侵蚀,窑压大是抽力不足或阻力太大,可提高大闸板开度,根据实际可适当调节风火比。应检查格子体堵塞情况及各小炉闸板的开度,烟道漏风、漏水等情况。窑压过小温度不稳,增大玻璃液的横
36、向温差,增加能耗,不利于熔化。应降低闸板开度,降低抽力,保证窑压在指标范围内。窑压达高或过低不但增加能耗,对熔化、澄清、均化、成型都会造成不利影响。四、璃液的对流及泡界线的控制1 璃液的对流,主要是因密度不同及温差引起的,还有投料的推动及成型的拉引力作用。配合料的容重约为1.3,较轻而浮在上面,熔体较重沉入下面。由于上述各种原因使玻璃液形成了纵向及横向对流。纵向对流主要是投料回流和成型回流。投料回流的成因是热点与投料池单存在较大温差,从热点流过来的高温玻璃液(约1550 )经过泡沫层和料堆下面时将热量传给泡沫及料堆下表面,本身温度逐渐降低,而泡沫及料堆形成的玻璃液下沉汇入从热点过来的玻璃液流中
37、, 到投料口下沉到某一浓度时转向往热点流动,到热点时,这个回流有一部分仍进入投料回流,另一部分与从冷却部末端回流(成型回流)来的玻璃液汇合成为生产流(成型流),逐渐冷却而流向冷却部。在卡脖、大水管、耳池等处有一部分下沉汇入生产回流,到达冷却部末端一部分被成型为玻璃带,另一部分下沉,成为生产回流的主体。它在流回热点的过程中,又被不断加热而上升,再进入新的生产流。浅池回流量较少,有利于降低能耗。因熔窑池底散热,玻璃液温度低,粘度大,流动性小,这部分玻璃液不参加回流,一般成为相对的不动层。在两个纵向回流之间的池底上部存在密度大和颜色较深的相对不动层(较其它部位厚),又称为三角滞止区。热点稳定时,玻璃
38、液流稳定,这部分玻璃液不动,但当泡界线(热点)位置移动时,这部分玻璃液可能被带走。泡界线前移(近)玻璃进入生产流中去,泡界线后移(远)这部分不动层玻璃液有的进入投料回流,有的汇入生产流,这都会严重影响玻璃质量和生产的稳定。由此可见,要保证对流的稳定必须有稳定的熔化温度制度, 特别是要有一个唯一的热点和稳定的热点温度。经常所说的稳定的泡界线,其实质就是稳定的对流及稳定的温度。玻璃液是由温度高的地方向低的地方流动,在窑的宽度方向上池壁附近温度低,必然由温度高的中部向池的边部流动,到池壁附近向下方或斜下方流动,称为池壁流。到达一定深度后又由温度低的地方向温度高的地方流动。投料回流有利于熔化,还能阻止料堆和泡沫越过泡界线进入生产流,降低料堆及泡沫前进速度,能降低能耗。生产回流越大,能耗越高。横向对流对生产及玻璃质量均无益处,并加剧对池壁的侵蚀,会引起偏料等。横向温差越小越好,温差越小横向对流越小。对
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