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齐 齐 哈 尔 大 学
日产350t浮法玻璃熔窑初步设计
材料科学与工程学院
无机非金属材料工程
年11月20 日
玻璃熔窑,指玻璃制造中用于熔制玻璃配合料的热工设备。将按玻璃成分配好的粉料和掺加的熟料(碎玻璃)在窑内高温熔化、澄清并形成符合成型要求的玻璃液。玻璃制造有5000年历史,以木柴为燃料、在泥罐中熔融玻璃配合料的制造方法延续了很长时间。1867年德国西门子兄弟建造了连续式燃煤池窑。1945年后,玻璃熔窑迅速发展。玻璃池窑是玻璃工厂中的最重要、投资最大的设备,玻璃池窑的设计,牵涉面广,涉及因素很多。玻璃池窑的设计是否合理先进,对玻璃熔制的质量、池窑的熔化率、单位能耗、窑龄等有很大影响。因此保证窑龄、延长寿命保证池窑能连续的制造一定数量的玻璃是非常重要的一个工作。在玻璃工业中,耐火材料是窑炉实际的基础,因为在一系列的技术措施中,没有好的耐火材料是很难实现的。本设计通过对现有知识的了解和深入,要求对玻璃池窑各部进行合理的设计,达到节能减排的目的
关键词: 玻璃;池窑设计;澄清;横火焰;耐火材料
第2章 玻璃池窑各部 2
2.1玻璃熔制部分 2
2.1.1熔化部 2
2.1.2投料池 3
2.1.3冷却部 3
2.1.4分隔装置 4
2.2小炉和蓄热室结构 6
2.2.1对小炉的要求 7
2.2.2小炉的作用 7
2.2.3小炉的结构 7
2.2.4烧重油熔窑的小炉结构 7
2.2.5小炉钢结构 9
2.2.6对蓄热室的要求 9
2.2.7烧重油玻璃熔窑的蓄热室结构 10
2.2.8 格字体结构 11
2.3 烟道系统设计 12
2.3.1 烟道的基本结构 12
2.3.2 烟道的布置 12
2.3.3 烟道的基本结构 13
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热工设备玻璃部分-第二章玻璃池窑
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热工设备玻璃部分-第二章玻璃池窑.ppt 139页
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热工设备玻璃部分-第二章玻璃池窑
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一、投料口1、结构：包括投料池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: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（每台投料机中心距）＋0.3＝11.1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1.8—2.4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。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
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玻璃池窑结构剖析.ppt 88页
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引上式池窑玻璃的成形过程粘度的作用锡槽结构挡边法挡边法阻止玻璃液的摊薄窄流槽锡槽进口端结构流道流槽结构流槽形状宽流槽锡槽进口端结构压延型锡槽进口端结构出口端结构LB工艺锡槽流道结构简图流道、流槽纵向结构烟道换向装置拉边装置锡槽主体锡槽内气体流动表2.8锡槽主体尺寸表2.9不同厚度的玻璃收缩率分类依据名称特点使用热源火焰窑?以燃烧燃料为能源?电热窑?以电能作为热能来源火焰-电热窑燃料为主电能为辅熔制过程的连续性间歇式窑?玻璃熔制的各个阶段在窑内同一部位是依次进行的，温度制度是变动的连续式窑?各个阶段是同时进行的，温度制度是恒定烟气余热回收设备蓄热式窑?按蓄热方式回收烟气余热换热式窑?按换热方式回收烟气余热窑内火焰流动方向横焰窑窑内火焰做横向流动与玻璃液流动方向垂直?马蹄焰窑窑内火焰做马蹄形流动?纵焰窑窑内火焰做纵向流动制造的产品平板玻璃窑制造平板，压延，夹丝等玻璃熔化部和冷却部的玻璃液做浅层分隔?日用玻璃窑制造瓶罐，器皿，化学仪器以其他工业玻璃深层分窑的规模按窑的产量大日产玻璃液150-400t?中日产玻璃液50-100t?小日产玻璃液50t以下?按熔化面积大40平方米以上中20-40平方米?小20平方米以下按引机台数大8台以上中4-6台小3台以下成型方法浮法玻璃窑?熔化部和冷却部做浅层分隔平拉玻璃窑垂直引上玻璃窑表1玻璃窑的分类马蹄焰窑换热器式单碹窑横焰流液洞式池窑蓄热室小横焰窑逆流式池窑单元窑玻璃：由熔融物冷却硬化而得的非晶态固体物质玻璃在无机非金属材料工业中属于一种比较特殊的制品。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特殊性表现在物理化学性能上和生产工艺上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。２、按工作性质不同连续式间歇式3、按烟气余热利用设备蓄热室式窑换热器式窑4、按窑内火焰流动的方向横焰窑马蹄焰窑纵焰窑玻璃窑的分类1、池窑分类（按所用热源）火焰电热火焰——电热混合6、按窑的生产能力按生产能力按熔化面积大型：150吨/天中型：50~150吨/天小型：50吨以下/天大型：60吨/m2中型：30~60吨/m2小型：30吨/m2对浮法玻璃大型：500以上吨/天中型：300~500吨/天小型：300以下吨/天5、按生产类型平板玻璃窑日用玻璃窑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。1浮法玻璃池窑和锡槽1.1熔制部分：组成有投料口、熔化部、冷却部分、隔装置、成形部：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：可使配合料在熔化区池表面上均匀分布，但易造成跑料现象。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）2.熔化空间上空间(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：为熔化好的、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3.冷却部作用：进一步均化玻璃液，将温度降低到一个合理的范围，分配玻璃液到各个供料通道。结构形式结构平板、压延、浮法为矩形结构日用、医用、化工等成形与冷却合为一体，即供料槽上部空间：起冷却作用。下部空间：起供料、分配作用。4、分隔装置包括玻璃液的分隔装置和气体空间的分隔装置气体空间分隔装置：作用：减小熔化部高温火焰对冷却部的影响1）矮碹分隔式特点：矮碹处的下胸墙比较低，但还有一定空间（称为开度）。这种分隔效果较差，如果要想提高分隔效果，还要配合卡脖。2）吊矮碹分隔式：特点：在矮碹处设U型吊墙和矮碹一起构成分隔设施。分隔效果要比矮碹好但结构复杂。3）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。可与水平搅拌器相配使用。4）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。将玻璃池
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