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第七章玻璃工业窑炉刘小英龙岩学院目录7.1概述7.2火焰池窑的结构7.3火焰池窑内玻璃液的流动7.4火焰池窑内的传热7.5电熔窑炉（自学）7.1概述玻璃：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。原料的制备玻璃液熔制玻璃产品的成型玻璃制品的退火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1、池窑分类（按所用热源）火焰电热火焰——电热混合玻璃窑的分类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7.2火焰池窑的结构四大组成玻璃熔制部分热源供给部分余热回收部分排烟供气部分以典型的蓄热式横焰池窑为例7.2.1玻璃熔制部分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。①熔化部②投料口③冷却部④分隔装置①熔化部作用是进行配合料熔化和玻璃液澄清、均化熔化空间上空间(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②投料口投料口作用：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。形式正面式：特点：可使配合料在熔化区池表面上均匀布，但易造成跑料现象。侧面式：特点：克服正面式的缺点，但会造成布料不均习冷却部作用：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。结构上部空间：起冷却作用。下部空间：起供料、分配作用。③冷却部④分隔装置将玻璃池窑的熔化部和冷却部之间分隔。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。分为完全分隔和部分分隔。玻璃液的分隔装置作用：使澄清好的玻璃液迅速冷却挡住液面上的未熔化的砂粒和浮渣调节玻璃的流量减少玻璃液从冷却区向熔化区回流分隔装置的类型浅层分隔装置：卡脖和冷却水管卡脖：使玻璃液通过卡脖后能用较小的冷却面积就使其冷却下来。冷却水管：挡浮渣作用良好深层分隔装置：流液洞和窑坎流液洞：可明显减少回流.窑坎：可以延长玻璃液在熔化部的时间窑坎的两种形式：挡墙式和斜坡式7.2.2热源供给部分玻璃窑对热源供给设备的要求：有一定的火焰长度要有足够的火焰覆盖面积，且要紧贴玻璃液面火焰不发散，不分层。要满足窑内所需的温度、气氛、压力。热源所用燃料理论上：只要能形成长火焰，而且燃烧温度高的燃料就可以作为玻璃窑的热源燃料。一般来说：所用的燃料为煤气、天燃气、重油。重油：发热值高，燃烧速度适中，火焰长度长天然气：发热高，与助燃空气混合性好，火焰长度可调节。煤气：其特点是火焰长度短，热值较低。但它价廉易得，成为大多数玻璃窑的首选燃料，一般是发生炉煤气。燃烧室——小炉小炉是玻璃窑系统中一个重要的组成部分，它的好坏直接影响着池窑的工作性能和玻璃液的质量。结构特征：象一个鸭头或鹅头。有以下四个部分：①气道②舌头③预燃室④喷火口有舌小炉：烧煤气的小炉无舌小炉：烧重油（或烧天然气）的小炉①气道经过加热的空气、煤气离开蓄热室后，在进入预燃室会合之前流过的一段通道。由直立和水平通道组成。空气通道作用：为空气进入窑内提供通道煤气通道作用：为煤气进入窑内提供通道②舌头分隔空气、煤气的水平通道。作用：起改变空气、煤气为水平运动方向的调向作用分隔空气、煤气，并调节它们的混合状态控制火焰长度和火焰刚度。③预燃室空气、煤气出水平通道后。借助气流涡动、分子扩散和相互碰撞，在入窑前预先进行部分混合和燃烧的地方。反映了混合燃烧时间。④喷火口使预燃的混合气体加速，形成具有一定速度和刚度的火焰进入窑内。它直接关系到火焰的长度、厚度、宽度、距液面的距离及燃烧程度。7.2.3余热回收部分目的作用：回收余热、减少热量的损耗，提高热量利用率提高窑内燃料燃烧温度加速煤气充分燃烧，节约燃料余热回收设备：蓄热室热交换器余热锅炉蓄热室原理：利用废气与空气交替地通过其内的格子体，经格子体为传热的中间体，从而便利空气间接地获得废气的余热。箱式蓄热室十字砖构成蓄热室内的连续通道式的格子体筒子砖构成的连续通道式格子体格子体接池窑支烟道（池窑横剖图）顶碹炉条碹钢结构7.2.4排烟供气部分作用：保证窑炉正常、连续、有效的排除烟气维护窑炉正常工作，并提供空气空气输送、烟气排出的通道。组成：换向器（关键设备）、空气、煤气通道、中间烟道、风机、总烟道、烟囱。换向器作用：气体的换向设备，它能以此向窑内送入窑气、煤气以及由窑内排除烟气，还能调节气体流量和改变气体方向。分类：煤气交换器：跳罩式空气交换器：平板池窑：水冷闸板式流液洞池窑：翻板式、闸板式、跳罩式7.3火焰池窑内玻璃液的流动原因：玻璃液的粘度（μ）和密度（ρ）与温度（t）有关。μ—t曲线，t↓，μ↑，流动速度ν↓。ρ—t曲线，t↓，ρ↑，△t引起△ρ。密度差△ρ产生自然流动。讨论用一块隔板将熔化池分成两个大小相等的A、B池，在两个池中放入质量完全相等的玻璃液，在A池内温度高，在B池内的温度低，则池底所受压力相等。Pa=Haρag=Pb=Hbρbg当将隔板去掉，由于A池内的液面高于B面，A池的玻璃液流向B，此时造成B池底部玻璃液的压力大于A，所以，造成底部玻璃液由B流向A。——自然对流结论：熔窑中玻璃液上部是由高温区流向低温区，而下部是由低温区流回高温区。玻璃液在不同高度进行着稳定的循环流动。影响玻璃液流动的因素①窑的温度制度和散热情况。②玻璃液ρ和μ以及随温度变化的情况。③玻璃液的黏度。④窑池结构与尺寸。如窑深、窑坎。窑长方向纵流成型方向称直流，加料方向回流。横流窑中心温度高于两侧池墙回旋流纵流与横流搅合位置表面流池深1/3到1/4深层流池底玻璃液流的类型玻璃液流动的作用有利于熔化操作加速配合料的熔化增加了热量的损失加速了对窑体的侵蚀7.4火焰池窑内的传热玻璃池窑属于“中空窑”①火焰空间内的热交换：火焰—玻璃液、火焰—窑体、窑体—玻璃液之间。热辐射和热对流。②玻璃液内的传热辐射到玻璃液表面的热量被小部分被反射，大部分在表层被吸收，剩余部分在穿透过程中被吸收。玻璃液内的换热方式以热辐射和传导为主，对流换热主要在液流流动的方向上，垂直液流方向上依靠传导传热和辐射传热，换热量很少。③配合料内的换热上部：入窑后的料堆接受火焰空间内火焰辐射和对流换热表面形成熔融薄膜（即内部孔，外层熔融），此时料堆内部只能依靠表面熔体的渗透、填充空隙而逐渐熔化。下部：回流的玻璃液加热料堆下层。