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玻璃熔窯工作原理的研究方法

科技 更新时间:2025-02-09 03:47:22

接着投料系統的話題聊聊浮法玻璃熔窯的熔化系統。浮法玻璃熔窯的熔化系統是進行配合料熔化和玻璃液澄清、均化的部位。熔化部前後由熔化區和澄清區組成;上下又分為上部火焰空間和下部窯池。PS:由于内容偏多,所以,将分部分講。本文主要介紹上部火焰空間。

玻璃熔窯工作原理的研究方法(浮法玻璃熔窯的熔化系統之上部火焰空間)1

其中上部空間又稱為火焰空間,由前臉牆、玻璃液表面、窯頂的大碹與窯壁的胸牆所圍成的充滿火焰的空間。

火焰空間内充滿了來自熱源供給的灼熱火焰氣體,火焰氣體将自身熱量用于熔化配合料,同時也輻射給玻璃液、窯牆和窯頂。火焰空間應能夠滿足燃料完全燃燒,保證供給玻璃熔化、澄清和均化所需的熱量,并應盡量減少散熱。

前臉牆是熔化部火焰空間的前部端牆,橫跨在投料池的上部,以阻擋熔窯前端投料口處的的熱氣體(含火焰)的逸出和熱輻射。由于前臉牆受到火焰的燒損和料粉侵蝕容易損壞,并且在熱風烤窯時容易變形,為此,目前國内大多數浮法玻璃生産企業采用的是L型吊牆。

L形吊牆與以往的多幅碹相比,具有延長前臉牆使用壽命、增強節能效果、改善現場環境、保護投料機、提高熔化速度、減少粉塵飛揚、提高格子體的壽命等特點。

浮法玻璃熔窯由于各個部位受侵蝕情況及熱修時間各不相同,為了分開熱修損壞最嚴重的部分,将胸牆、大碹、窯池分成三個單獨支撐部分,最後将負荷傳到窯底鋼結構上,胸牆的承重是由胸牆托闆(用鑄鐵或角鋼)及下巴掌鐵傳到立柱上,最後傳到窯底鋼結構上。

胸牆的設計需保證在高溫下有足夠的強度,其中挂鈎磚是關鍵部位,在胸牆的底部設有挂鈎磚,擋住窯内火焰,不使其穿出燒壞胸牆托闆和巴掌鐵。一般熔化區胸牆采用AZS33電熔磚,上間隙磚采用低蠕變耐崩裂的燒結锆英石磚,澄清區胸牆一般采用優質矽磚。

胸牆的高度取決于燃料的種類和質量、熔化率、熔化耗熱量、熔窯規模、散熱量、氣層厚度等因素。

從理論上講,隻要保證胸牆用耐火材料的抗侵蝕能力,胸牆就不會成為影響到熔窯壽命的關鍵部位,然而在實際使用中,很多熔窯因熔化區胸牆内傾導緻熔窯壽命縮短,有的熔窯在後期由于放料不及時,出現了胸牆倒塌事故。

究其原因,主要是由于大碹砌築結束後緊固拉條時導緻胸牆托闆傾斜(外高内低)使胸牆内傾。另一原因是由于池壁綁磚後,胸牆托闆暴露在火焰空間中,使托闆變形,導緻胸牆内傾,為了減少或避免這一現象的出現,對熔窯胸牆進行了改進的的設計,這種結構的特點是取消了間隙磚,大碹碹腳直接靠緊胸牆,胸牆托闆降低,上層胸牆有意内傾,大碹邊碹磚采用三層锆英石磚,熔化區挂鈎磚取消了挂鈎設計,這樣可避免因電熔AZS質挂鈎磚質量原因,導緻挂鈎磚斷裂而引起胸牆内傾。

另外,有些大型熔窯将50mm厚普通碳鋼托闆改為60mm厚中矽球墨鑄鐵托闆,也收到良好效果。

大碹的作用是與胸牆、前臉牆組成火焰空間,同時,還可以作為火焰向物料和玻璃液輻射傳熱的媒介,即吸收燃料燃燒時釋放的熱量,再輻射到玻璃液表面上。

大碹的重量是由鋼碹碴通過上巴掌鐵并由立柱傳到窯底鋼結構上。大碹的高低和特性可通過股跨比來反映。從熱工角度考慮,大碹低一些是有益的,能盡可能地将熱量輻射給玻璃液。降低大碹高度

可通過降低胸牆高度和減少大碹碹股來實現,但是,胸牆高度是受到小爐噴出口和大碹的結構強度等因素的制約;股高越小,推力越大,同時散熱亦小。減少碹股會增加大碹的水平推力,碹的不穩定性加大。一般大型浮法玻璃熔窯的大碹股跨比為1:8左右。根據熔化部的長度,大碹可以分為若幹節,一般至少在三節以上。砌築時每節碹之間預留的膨脹縫約為100~120㎜,前、後山牆處的碹頂膨脹縫要留寬些。

大碹一般用優質矽磚砌築,磚的形狀為契形,橫縫采用錯縫砌築,灰縫(又稱泥縫)的大小根據所采用砌築灰漿(又稱泥漿)的具體要求來确定,一般為1~2mm。浮法玻璃熔窯大碹碹碴大多采用鋼碹碴,并要求吹風冷卻。兩邊鋼碹碴的斜面延長線需通過大碹碹弧的圓心,其形成的夾角為大碹的中心角。

大碹的壽命決定了整個熔窯的窯齡,大碹在使用中的薄弱環節為測溫孔、測壓孔等孔洞、大碹磚的橫縫(又稱頂頭縫)、每節碹的碹頭以及大碹的邊碹部分。窯爐在正常作業時,窯内為正壓,碹頂的各種孔洞很容易因穿火被越燒越大,邊碹如果與鋼碹碴接觸不夠緊密,很容易被火焰沖刷、燒損,因此,這些地方應采用性能較好的耐火材料,目前使用較多的是燒結锆英石磚。

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