接着投料系统的话题聊聊浮法玻璃熔窑的熔化系统。浮法玻璃熔窑的熔化系统是进行配合料熔化和玻璃液澄清、均化的部位。熔化部前后由熔化区和澄清区组成;上下又分为上部火焰空间和下部窑池。PS:由于内容偏多,所以,将分部分讲。本文主要介绍上部火焰空间。

玻璃熔窑工作原理的研究方法(浮法玻璃熔窑的熔化系统之上部火焰空间)(1)

其中上部空间又称为火焰空间,由前脸墙、玻璃液表面、窑顶的大碹与窑壁的胸墙所围成的充满火焰的空间。

火焰空间内充满了来自热源供给的灼热火焰气体,火焰气体将自身热量用于熔化配合料,同时也辐射给玻璃液、窑墙和窑顶。火焰空间应能够满足燃料完全燃烧,保证供给玻璃熔化、澄清和均化所需的热量,并应尽量减少散热。

前脸墙是熔化部火焰空间的前部端墙,横跨在投料池的上部,以阻挡熔窑前端投料口处的的热气体(含火焰)的逸出和热辐射。由于前脸墙受到火焰的烧损和料粉侵蚀容易损坏,并且在热风烤窑时容易变形,为此,目前国内大多数浮法玻璃生产企业采用的是L型吊墙。

L形吊墙与以往的多幅碹相比,具有延长前脸墙使用寿命、增强节能效果、改善现场环境、保护投料机、提高熔化速度、减少粉尘飞扬、提高格子体的寿命等特点。

浮法玻璃熔窑由于各个部位受侵蚀情况及热修时间各不相同,为了分开热修损坏最严重的部分,将胸墙、大碹、窑池分成三个单独支撑部分,最后将负荷传到窑底钢结构上,胸墙的承重是由胸墙托板(用铸铁或角钢)及下巴掌铁传到立柱上,最后传到窑底钢结构上。

胸墙的设计需保证在高温下有足够的强度,其中挂钩砖是关键部位,在胸墙的底部设有挂钩砖,挡住窑内火焰,不使其穿出烧坏胸墙托板和巴掌铁。一般熔化区胸墙采用AZS33电熔砖,上间隙砖采用低蠕变耐崩裂的烧结锆英石砖,澄清区胸墙一般采用优质硅砖。

胸墙的高度取决于燃料的种类和质量、熔化率、熔化耗热量、熔窑规模、散热量、气层厚度等因素。

从理论上讲,只要保证胸墙用耐火材料的抗侵蚀能力,胸墙就不会成为影响到熔窑寿命的关键部位,然而在实际使用中,很多熔窑因熔化区胸墙内倾导致熔窑寿命缩短,有的熔窑在后期由于放料不及时,出现了胸墙倒塌事故。

究其原因,主要是由于大碹砌筑结束后紧固拉条时导致胸墙托板倾斜(外高内低)使胸墙内倾。另一原因是由于池壁绑砖后,胸墙托板暴露在火焰空间中,使托板变形,导致胸墙内倾,为了减少或避免这一现象的出现,对熔窑胸墙进行了改进的的设计,这种结构的特点是取消了间隙砖,大碹碹脚直接靠紧胸墙,胸墙托板降低,上层胸墙有意内倾,大碹边碹砖采用三层锆英石砖,熔化区挂钩砖取消了挂钩设计,这样可避免因电熔AZS质挂钩砖质量原因,导致挂钩砖断裂而引起胸墙内倾。

另外,有些大型熔窑将50mm厚普通碳钢托板改为60mm厚中硅球墨铸铁托板,也收到良好效果。

大碹的作用是与胸墙、前脸墙组成火焰空间,同时,还可以作为火焰向物料和玻璃液辐射传热的媒介,即吸收燃料燃烧时释放的热量,再辐射到玻璃液表面上。

大碹的重量是由钢碹碴通过上巴掌铁并由立柱传到窑底钢结构上。大碹的高低和特性可通过股跨比来反映。从热工角度考虑,大碹低一些是有益的,能尽可能地将热量辐射给玻璃液。降低大碹高度

可通过降低胸墙高度和减少大碹碹股来实现,但是,胸墙高度是受到小炉喷出口和大碹的结构强度等因素的制约;股高越小,推力越大,同时散热亦小。减少碹股会增加大碹的水平推力,碹的不稳定性加大。一般大型浮法玻璃熔窑的大碹股跨比为1:8左右。根据熔化部的长度,大碹可以分为若干节,一般至少在三节以上。砌筑时每节碹之间预留的膨胀缝约为100~120㎜,前、后山墙处的碹顶膨胀缝要留宽些。

大碹一般用优质硅砖砌筑,砖的形状为契形,横缝采用错缝砌筑,灰缝(又称泥缝)的大小根据所采用砌筑灰浆(又称泥浆)的具体要求来确定,一般为1~2mm。浮法玻璃熔窑大碹碹碴大多采用钢碹碴,并要求吹风冷却。两边钢碹碴的斜面延长线需通过大碹碹弧的圆心,其形成的夹角为大碹的中心角。

大碹的寿命决定了整个熔窑的窑龄,大碹在使用中的薄弱环节为测温孔、测压孔等孔洞、大碹砖的横缝(又称顶头缝)、每节碹的碹头以及大碹的边碹部分。窑炉在正常作业时,窑内为正压,碹顶的各种孔洞很容易因穿火被越烧越大,边碹如果与钢碹碴接触不够紧密,很容易被火焰冲刷、烧损,因此,这些地方应采用性能较好的耐火材料,目前使用较多的是烧结锆英石砖。

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