玻璃窯爐是玻璃廠的主機,根據(jù)其發(fā)展趨勢,提出下述一些技術(shù)內(nèi)容,作為探索嘗試,隨著不斷的技本進步,有待進一步總結(jié)提高。
熔制車間設(shè)備選型,主要包括配合料輸送、投料機統(tǒng)、空氣、煤氣交換器、窯用各類閘板、燃料系統(tǒng)(煤、重油、天然氣)諸類設(shè)備的選型。
? ? 一、玻璃窯爐的發(fā)展趨勢
平板玻璃廠通常選用蓄熱室橫火焰窯妒,其發(fā)展趨勢是:
(一)平板玻璃熔窯逐步向大型化發(fā)展
? ? 以往我國平板玻璃生產(chǎn)方法主要采用有槽垂直引上法、無槽垂直引上法和小平拉法,因此熔窯規(guī)模較小,日化料量僅幾十噸,一百多噸。隨著浮法工藝的采用,熔窯必須大型化。目前我國熔窯常用熔化量是450噸,也有很多日產(chǎn)玻璃液量500~900噸級熔窯。
熔窯向大型化發(fā)展。包括將熔窯本身增大和改進熔窯結(jié)構(gòu);配套應(yīng)用優(yōu)質(zhì)玻璃窯耐火材料和改進窯用設(shè)備;改善熔制工藝技術(shù),提高熔化率。這三個手段平行進行來增加玻璃化料量。
(二)改進窯爐結(jié)構(gòu)、配套選用優(yōu)質(zhì)玻璃窯耐火材料
? ? 1、加長加寬投料池(即國外稱作熔窯預(yù)熔池)
? ? 加長加寬投料池井將投料池上部用多副碹密封。有的玻璃熔窯將投料池縱向長度增加到1.5—2m;其寬度增加到熔化部寬度的80%~85%。目的是加長配合料入窯前段的行程,以加速熔化,防止楊塵,有利于提高玻璃液的化學(xué)均勻性。
2、加大小爐噴火口的寬度
國外玻瑰熔窯將小爐噴火口寬度增加到2200~2300mm,把噴火口之間的胸墻寬度減少到1100mm,火焰對玻璃液面的覆蓋面積達(dá)到熔化部面積的70%~80%。而我國玻璃熔窯小爐噴火口寬一般只有1400mm,最寬的1600mm,火焰對玻璃液的覆蓋只有40%左右。加大火焰的覆蓋面積,能提高傳熱效效率,節(jié)約燃料,提高熔化率。必須以插入碹的小爐結(jié)構(gòu)代替老式的反碹結(jié)構(gòu)。
? ? 3、采用淺池熔化部結(jié)構(gòu)
? ? 以被我國玻璃熔窯熔化部池原采用1500mm,為了減少璃璃液對流可選用1.2m、1.3m、1.35m淺池平底熔化部結(jié)構(gòu),有利于節(jié)能和提面熔化率。
? ? 4、蓄熱室結(jié)構(gòu)的改進和堿性耐火材料應(yīng)用
? ? 采用箱形蓄熱室結(jié)構(gòu),取消小爐上升道,既可降低廠房,又可減少散熱損失,廢氣進入蓄熱室的溫度可提高200~250℃,格子體的高度可提高到4~5m,可更好地利用廢熱,提高空氣預(yù)熱溫度和熔制作業(yè)溫度,降低燃料消耗。
? ? 箱形蓄熱室必須有優(yōu)質(zhì)耐火材料的配合才能取得良好的效果,可考慮選用各種高純直接結(jié)合鎂磚、鎂磚、鎂鉻磚、鎂橄欖石磚等堿性耐火磚,以及電熔鋯剛玉磚來替代粘土質(zhì)磚和高鋁磚。堿性耐火磚的容積密度大,導(dǎo)熱性好,因而蓄熱量大,既可提高換熱效率.又可減少換火周期中預(yù)熱空氣溫度的波動。此外它耐火度高,耐堿的侵蝕性能好,使用期長,總的經(jīng)濟效益好。
? ? 5、選用優(yōu)質(zhì)玻璃窯耐火材料及合理配套使用
? ? 以往我國窯齡只有2—3年,除了熱工工藝制度不盡合理外,耐火材料質(zhì)量差也是一個主要原因。為了延長窯齡和提高熔制作業(yè)溫度,整個熔窯應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)玻璃窯耐火材料。并且整座玻璃窯用耐火材料要合理配套,使各部位使用壽命相應(yīng)共同延長。例如:碹頂選用高級高密度硅磚,胸墻、池壁、池底選用電熔鋯剛玉磚,過渡性磚材(如上間隙磚等)選用鋯英石磚等。
(三)熔窯應(yīng)能達(dá)到熔制高質(zhì)量玻璃液的要求
1、投料池結(jié)構(gòu)要適應(yīng)新投料機使用的要求
? ? 新的投料機如輥筒式投料機、傾斜投料機,能實現(xiàn)墊層投料,即碎玻璃作墊層,配合料投到碎玻璃墊層之上。使用這種投料方式能達(dá)到薄層投料,布料對稱對稱,覆蓋面積大、能使配合料的受熱面積增加30~60%。為了適應(yīng)新投料機的應(yīng)用,除加長投料池長度、寬度外,大型熔窯可采用“L”吊增來替代老式發(fā)碹前臉墻。
2、窯底鼓泡技術(shù)的應(yīng)用
? ? 采用窯底鼓泡技術(shù),能加強火焰與玻璃液的熱交換,加速配合料的熔化過程;能提高破液的深層溫度,增加玻璃液的蓄熱量,對玻璃的生產(chǎn)很有利。鼓泡又能對玻璃液生強烈的攪拌作用,強化玻璃液的澄清、均化,使玻璃的化學(xué)均勻性、熱均勻性得到提高。若在熔化部末端鼓抱,能起到窯坎作用,可減少玻璃液的回流和對玻璃液的重復(fù)加熱。
? ? 3、設(shè)置窯坎、卡脖
在一般的平板玻璃熔窯中,玻璃液回流是成型流的4~5倍。采用窯坎、卡脖措施可減少回流,也就減少對玻璃液的重復(fù)加熱。
4、在熔窯卡脖處裝置機械攪拌器對玻璃液進行攪拌
玻璃液受到攪拌器漿葉切線方向力的劇烈作用(插入玻璃液內(nèi)200—250mm深度,攪拌器的轉(zhuǎn)速為10~20rpm,向上翻滾,改善了玻璃液的化學(xué)不均勻性和熱不均勻性。
攪拌器有兩種類型:一種是垂直式結(jié)構(gòu),另一種是水平式結(jié)構(gòu)。前者攪拌效果較好。為了遍于安裝、維修和更換,卡脖的長度應(yīng)>4m。攪拌器安裝在卡脖長度的1/2或稍后處。裝置有玻璃液攪拌器卡脖的池底不應(yīng)放置窯坎。
? ? 5、冷卻部溫度微調(diào)的設(shè)施
? ? 在冷卻部末端即向成型部喂料池內(nèi)直接采用風(fēng)冷進行溫度微調(diào),通常風(fēng)雖不超過廢氣量10%,可調(diào)溫度范圍6~7℃,最佳時可達(dá)到2℃,窯壓在3~3.5mmH2O柱。當(dāng)熔化部與冷卻部火焰完全分隔時,這種風(fēng)冷調(diào)溫效果最好。
? ? (四)現(xiàn)代化技術(shù)裝備的改善
? ? 1、裝備窯溫、窯壓、液面自動控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
2、裝備霧化介質(zhì)與燃油比例調(diào)節(jié),井實現(xiàn)助燃空氣、霧化介質(zhì)與燃油比例調(diào)節(jié)。
3、工業(yè)電視裝備對工藝生產(chǎn)過程的顯視記錄。
4、電子計算機的裝備對工藝生產(chǎn)過程的檢察、調(diào)節(jié)、控制,使玻璃生產(chǎn)更加穩(wěn)定,更加合理。
? ? (五)玻璃熔窯要力求節(jié)約能源
? ? 1、玻璃熔窯大型化。
2、對玻璃熔窯采用保溫措施。
玻璃熔窯大約有1/3熱量從窯體表面散先,采用窯體保溫,可大量減少散熱,不僅方約燃料,而且增加了窯溫的穩(wěn)定性,亦有利于玻璃的生產(chǎn)。但必須慎重處之。
? ? 3、余熱回收(主要指廢氣和窯爐冷卻水的余熱回收)
? ? a、設(shè)置余熱鍋爐。
b、未經(jīng)污染的冷卻水可用作鍋爐用水,使鍋爐進水溫度大大提高;冷卻水也可以在生活上使用,如洗噪、取暖等。
4、熱風(fēng)烤窯技術(shù)的應(yīng)用
熱風(fēng)烤窯替代傳統(tǒng)的烤窯方法,簡化了烤窯工序,改善了工人烤窯時的操作,縮短了烤窯周期。并節(jié)省了烤窯總的燃料用量。
5、改進燃燒技術(shù)
? ? 改進燃燒技術(shù),既能提高熔化溫度,改善熔化玻璃液質(zhì)量又能節(jié)省燃料。其內(nèi)容是多方面的,以下簡要列七幾種:
? ? (1)改善油噴嘴?,F(xiàn)在平板玻璃熔窯使用的外混式蘇霍夫噴嘴,霧化質(zhì)量低,燃燒效果差,噪聲大,有些廠選用高壓內(nèi)混式扁乎噴嘴。其火焰貼近破璃液面,熱點下延,同樣條件與外混式油噴嘴相比可提高玻璃液面溫度30℃,節(jié)約熱能5%,使碹頂溫度降低50~60℃,它的噪音也小。但是它容易結(jié)焦,因此必須經(jīng)常清洗保養(yǎng)。對于油中摻煤粉的噴嘴,在天然氣、煤氣熔窯上的增碳技術(shù)都是改善燃燒,有利于熔化的先進技術(shù)。
(2)關(guān)于油噴嘴在熔窯上安裝位置的研究,以達(dá)到最佳燃燒的要求。
? ? (3)采用富氧燃燒。浮法工藝在制取氮氫保護氣體的同時,得到氧氣付產(chǎn)品,為富氧燃燒創(chuàng)造了條件。
(4)降低過??諝饬浚瑢崿F(xiàn)助燃風(fēng)、霧化介質(zhì)和油的比例調(diào)節(jié)。
(5)加熱霧化介質(zhì),提高霧化質(zhì)量。
? ? (6)油摻水燃燒。用水將油乳化,水對油能起二次霧化作用,提高霧化質(zhì)量,使燃燒更為完全。油摻水燃燒可以節(jié)約燃料4~5%。
? ? (7)采用輔助電熔。
? ? 采用輔助電熔有助于穩(wěn)定熱點,保持熱源穩(wěn)定。由于電熔是在玻璃液內(nèi)部加熱,熱效率高,熔化率可顯著提高,在不增加熔化部面積的情況下可以提高產(chǎn)量。在使用輔助電熔的火焰窯中,電熱比例占熔窯所需熱量的10~40%就能使熔窯的生產(chǎn)能力提南30~100%,從而能明顯地降低產(chǎn)品的單耗。
? ? (8)浸沒式燃燒技術(shù)等。
? ? 上述所列各項技術(shù)措施,涉及到許多因素,應(yīng)辯證的研究應(yīng)用,并需要不斷嘗試探索。
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