日用玻璃熔窑设计的基本规定
一、总则
1.0.1玻璃熔窑是玻璃工厂中最重要和投资最大的设备。为了确保熔窑设计质量，避免因设计失误给企业带来损失，制定本规定。
1.0.2新建或改扩建的玻璃熔窑应由有资质的设计单位承担设计或设计后的审核。窑炉设计中对工艺、土建、风、水、电、仪表控制等专业的具体要求必须与熔窑设计图纸一同存档备案，以作为今后各阶段检查的依据。
1.0.3玻璃熔窑的设计，除应按本规定执行外，还应符合国家现行有关标准的规定。
1.0.4本规定可作为玻璃熔窑设计、施工、质量验收、生产运行直至事故分析各个阶段检查的依据。
二、能源的确定
2.0.1玻璃熔窑使用的能源应根据国家能源政策，燃料成本，控制、使用、购入的难易程度以及环保规定等条件进行选择。
鼓励使用含低硫的优质燃料，从源头削减污染。
2.0.2以发生炉煤气为燃料的玻璃熔窑，宜用少量的燃料油、天然气、城市煤气或电作为辅助能源，供熔窑作业部或分配料道单独加热用，但其用量按热量计算不宜超过全窑能耗的5%。
严格限制用发生炉冷、热煤气和水煤气作为作业部或分配料道的加热热源。
三、熔窑规模的确定
3.0.1以重油、天然气、发生炉煤气为主要燃料的新建玻璃熔窑应达到表3-1中所列规模。
3.0.2利用现有厂房的改造项目，应尽可能在满足表3-1所列的条件下，根据现有厂房、现有能源等条件确定熔窑规模。
四、玻璃熔窑主要技术指标的确定
4.1玻璃熔制质量
新建或改扩建玻璃熔窑的玻璃熔制质量应达到表4-1中所列要求。
4.2玻璃熔化能耗
4.2.1玻璃熔化能耗（kgce/t玻璃液）系指玻璃熔窑每熔化1t玻璃液所消耗的能源转化为千克标准煤（kgce）。其计算公式为：
玻璃熔化能耗（kgce/t玻璃液）=全年玻璃液能耗（kgce）/年熔化玻璃液数量（t）
（1）计算公式是以熔窑投产后第三年度实际运行数据为考核基准，其它年度的玻璃液熔化能耗应按每减增一年相应减增1.5%，折算成第三年度的能耗指标。
（2）地区气温对玻璃熔化能耗基准值的影响按下列原则修正：长江以南地区减少2%，长城以北地区增加2%，其它地区不变。
（3）重油、天然气、原煤的低位发热量应采取实测数据，其次可采用生产单位给定数据，以上均有困难方可采取下列平均数据：
重油取9800×4.18kJ/kg；
天然气取8600×4.18kJ/kg；
原煤中大同煤、神木煤、兖州煤等取6000×4.18kJ/kg；
其它煤取5000×4.18kJ/kg。
（4）电、液化石油气、氧气等二次能源和耗能工质需进行能源等价值折算：
1度电（1kwh）折0.366千克标煤；
1kg液化石油气折1.780千克标煤；
1m3氧气折0.4千克标煤。
4.2.2玻璃熔化能耗限额应达到表4-2中要求。
注：1、kgce=千克标煤
2、（1）是指重油、天然气等作为主要燃料的玻璃熔窑。
3、（2）是指用发生炉煤气作为主要燃料的玻璃熔窑。
4、（3）是指普通玻璃料（Fe2O3≥0.06%）；（4）是指高白料（Fe2O3＜0.06%）。
5、（5）是指全电熔窑。
4.3窑炉周期熔化率
4.3.1窑炉周期熔化率（t玻璃液/m2）是指玻璃熔窑自烤窑放料后到熔窑的小炉、熔化部、工作部、蓄热室等部位因受损而停窑冷修之前每1m2熔化面积所熔制的玻璃液总量（t）。
4.3.2熔炉周期熔化率限额应达到表4-3中要求。
表4-3 新建或改扩建玻璃熔窑窑炉周期熔化率限额
注：1、kgce=千克标准煤
2、（1）是指重油、天然气等作为主要燃料的玻璃熔窑。
3、（2）是指用发生炉煤气作为主要燃料的玻璃熔窑。
4、（3）是指普通玻璃料（Fe2O3≥0.06%）；（4）是指高白料（Fe2O3＜0.06%）。
5、（5）是指全电熔窑。
五、玻璃熔窑基本结构及有关参数的确定
5.1熔化部
5.1.1熔化池面积按下式确定：
F熔=
式中F熔——熔化池面积（m2）
P——出料量（t/24h）
E——熔化率[t/(m2.24h)]
5.1.2熔化池容量一般按玻璃液在熔化池内流程时间[（熔化池存料量/日出料量）×24h]在30~36小时范围内考虑，最低不得小于27小时。
5.1.3马蹄形火焰熔窑熔化池长宽比值范围一般为1.4~2.0；横火焰熔窑熔化池长宽比值范围一般为1.6~2.2，横火焰池窑宽度不宜小于5m。
5.1.4池壁宜用整块基本无缩孔熔铸锆刚玉大砖竖向排列配磨砌成；采用双层池壁时，其上层禁用倾斜浇铸的熔铸锆刚玉砖，应选用无缩孔熔铸锆刚玉砖，上下层池壁砖配磨后的接缝应≤0.3mm，以减少玻璃液对上层池壁砖的向上钻孔侵蚀。
5.1.5池深是指池壁顶部至池底的距离。熔化池熔化区的池深一般采用下列尺寸：颜色玻璃为
1100~1300mm，无色玻璃为1300~1600mm。熔化池澄清区较熔化区增加的深度一般为100~1000mm。每座熔窑澄清区加深的深度应根据玻璃液的温度梯度值和熔窑的出料量而定，一般情况下，温度梯度值大，出料量少的熔窑其澄清区增加的深度较小，温度梯度值小、出料量大的池窑其澄清区增加的深度大。
熔化池池壁顶部至玻璃液面的距离一般为50~80mm；池壁顶面标高允许误差不应超过0~+5mm。
5.1.6池底宜采用多层式结构，厚度一般为900~1100mm。池底顶部应用厚75~150mm无缩孔熔铸锆刚玉砖配磨铺砌铺面层；铺面层下面应设置50~80mm与铺面砖晶相基本相同的本体料密封层。
5.1.7采用鼓泡的池底，应选用整块且厚度500~700mm的优质无缩孔熔铸锆刚玉砖（ZrO241%级）作为
鼓泡砖，并应增强鼓泡周围铺面层的抗耐侵蚀能力；鼓泡砖底部需进行外强制冷却，以延长鼓泡砖的使用寿命和避免从鼓泡管处漏料。
池底鼓泡宜采用精密控制的低频鼓泡（0~8个/分）技术。
5.1.8普通窑坎的高度一般为池深的1/2，宽度一般为300~500mm；浅层澄清式窑坎的高度，。其顶面离液面的距离为140~300mm，宽度为750~1000mm。窑坎必须选用优质ZrO241%级无缩孔熔铸锆刚玉砖砌筑，接缝应经过精密研磨，并且在砖结构和钢结构设计中需考虑到烤窑过程中能使之紧密配合。为了减缓窑坎侵蚀速度，窑坎设计中可采取如下措施：
（1）用表层浇铸有钼板的无缩孔熔铸锆刚玉砖（ZrO241%级）砌筑窑炊。
（2）窑坎表面安装钼保护罩。
（3）窑坎内通入管道进行间接水冷却。
5.1.9出料量每10t/24h所需流液洞的通道截面积一般为1（dm2）；流液洞通道高度宜为200~300mm；通道长度宜1000~1600mm。
倾斜流液洞的倾斜角一般为15~20°。下沉流液洞下沉深度一般为200~600mm，每座熔窑流液洞的下沉深度应视玻璃液的温度梯度值和熔窑的出料量而定。
流液洞应用优质ZrO241%级无缩孔熔铸锆刚玉砖砌筑，其流液洞盖板可选用表面内层含浇铸有钼板的无缩孔熔铸锆刚玉砖（ZrO241%级）砌筑，也可在流液洞内设置钼保护罩。
5.1.10加料口拐角应选用整块优质ZrO241%级无缩孔熔铸锆刚玉砖砌筑；颜色钠钙玻璃和硼玻璃熔窑可选用熔铸铬锆刚玉砖砌筑。加料口拱应单独加固、能自由地膨胀。
5.1.11熔化部采用电助熔时，应选用整块优质ZrO241%级无缩孔熔铸锆刚玉砖作电极砖。
5.1.12燃烧空间热负荷（单位时间的供热量与有效燃烧空间容积之比）一般如表5-1所示。
5.1.13窑拱（大碹）应选用优质硅砖砌筑，拱砖厚度与窑拱砖厚度与窑拱跨度关系一般如表5-2所示。窑拱中心角一般为60°。窑拱每隔3~5m应留设一条膨胀缝，其尺寸一般为总长度的1.1~1.4%。窑拱拱脚砖必须紧靠拱脚梁或金属箍。窑拱应尽量采用独立支撑、加固和单独调整的结构。
5.1.14窑拱应错缝砌筑，严禁环砌。窑拱砖缝厚度≤1.5mm，一般采用1.0mm；窑拱砖缝应上下一致，严禁上小下大。窑拱砖缝应选用符合表5-3所示标准的优质硅质耐火泥砌筑，严禁使用全部用石英细粉配置且抗折粘结强度未达标的硅质耐火泥砌筑窑拱。
5.1.15胸墙高度一般为0.7~2m。应采用基质玻璃相渗出温度高的氧化法熔铸锆刚玉砖砌筑，尽量避免熔铸锆刚玉砖与硅砖直接接触，特别是直接砌筑在硅砖的上面。用于胸墙部位的锆英石砖必须具备高的荷重软化温度（T0.6≥1700℃）和极好的高温蠕变性能。胸墙应采用独立支撑和自身加固结构。
5.1.16空间挡墙（又称花格墙）应尽量砌成密闭的隔墙或去掉空间挡墙而将熔化部与作业部独立砌筑。空间挡墙一般采用氧化法熔铸锆刚玉砖砌筑。
5.2作业部
5.2.1作业池面积按下式计算：
F作=αF熔
式中F作——作业池面积（m2）
F熔——熔化池面积（m2）
α=0.05~0.25
5.2.2作业池容量一般按玻璃液流程时间在1~2小时范围内考虑，作业池底部和四周应尽量减少或消除死角，以避免产生死料。
5.2.3池壁禁采用还原法生产的熔铸锆刚玉砖砌筑。用于连接供料道的供料槽使用熔铸锆刚玉砖时，必须使其内端面和下面的池壁内面平齐或向供料道侧错后一些。池壁至玻璃液的距离一般应比熔化池池壁距玻璃液面的距离低20mm。颜色玻璃熔窑的作业池池深宜为0.3~0.4m，无色玻璃熔窑的作业池池深为
0.4~0.6m。
5.2.4一般采用多层式池底结构，厚度一般为600~1500mm。严禁采用还原法生产的熔铸锆刚玉砖铺砌池底铺面层。
5.2.5窑拱中心角一般为60°，拱砖厚度宜为250~300mm，胸墙高度一般为0.4~1.0m。狭长作业部（俗称分配料道）的火焰空间，应用隔墙分成单独部分进行温度调节。与供料道相接触，应设置分隔闸板。
5.3小炉
5.3.1横火焰熔窑第一对小炉侧墙与加料口侧端墙的间距一般为1.5~2.4m，最后一对小炉侧墙与流液洞墙的间距一般为0.8~1.8m。马蹄形火焰熔窑小炉侧墙与胸墙的间距一般为0.5~1.0m，小炉中心线向熔窑中心线一般倾斜2~6°。
5.3.2马蹄形火焰熔窑后墙一侧小炉喷火口的宽度一般为熔化池池宽的55~70%；横火焰熔窑一侧小炉喷火口的宽度一般为熔化池池长的45~55%。
5.3.3小炉喷火口的气流速度一般如表5-4中所示。
5.3.4火焰喷射角一般为5~10°。火焰喷射角是指小炉喷出火焰方向对熔窑玻璃液面的倾角。通常以空气和煤气（或重油喷雾后）流股的动量作为矢量，按平行四边形法，其合矢量可以估计火焰喷射角。
5.3.5小炉与蓄热室应用竖向膨胀缝分开。
5.3.6喷火口、斜碹及发生炉煤气熔窑小炉的舌头碹应选用玻璃相渗出温度高的氧化法熔铸锆刚玉砖砌筑。舌头碹用不同材质的砖砌筑时，其碹脚应注意采用独立加固、单独调节的钢结构。舌头碹顶部需采取行之有效的密封措施，以防舌头碹穿火。
5.4蓄热室
5.4.1马蹄形火焰熔窑应采用箱形蓄热室围体结构，在厂房面积允许的条件下，可采用多通道箱形蓄热室围体结构。横火焰熔窑应尽量采用半分隔箱形蓄热室围体结构。采用碱性砖或硅砖砌筑蓄热室围体时，必须设置适合的膨胀缝或能吸收膨胀的相应结构。
5.4.2蓄热室围体的拱顶中心角一般为90~180°；拱顶厚度应为300~350mm；侧墙厚度一般为
580~700mm；隔墙厚度一般为460~630mm。
5.4.3蓄热室围体的设计和砌筑必须保证蓄热室围体具有良好的气密性；蓄热室围体外侧应用密封性保温涂料严格密封。
5.4.4蓄热室格子体体积与熔化面积之比值范围一般为3~4.5m3/m2，格子体高度一般为6~11m。格子体内气流速度一般为2~3.5m/s。燃烧发生炉煤气时，空气蓄热室与煤气蓄热室格子体体积之比一般为2~3.5︰1。煤气蓄热室中，不得采用含铁量较高的砖材（例镁铬砖、镁橄榄石砖、铝铬碴砖）摆砌格子体。熔化含硼玻璃的熔窑，严禁采用碱性砖摆砌蓄热室格子体。碱性格子砖不宜摆砌成西门子式格子体。碱性砖严禁雨淋和受潮。
5.4.5格子体支撑拱（又称炉条碹）中心角一般为90~180°，拱厚一般为300~460mm，宽度一般为113~172mm。支撑拱之间净距（又称气流通道宽度）一般为200~300，支撑拱上面必须设置格子体支撑砖，普通蓄热室的支撑拱一般选用优质低气孔粘土砖砌筑。
5.4.6多通道箱形蓄热室第一、二通道的底部温度较高，为了保障混凝土基础受热不超过安全使用温度，应在其底部与基础之间设置冷却风道，对于多通道煤气蓄热室，其蓄热室底部应加设铁皮等密封设施，以防止空气渗漏到煤气蓄热室中。
多通道箱形蓄热室第三通道的格子体顶部容易堵塞，应在其围体上部（拱顶和侧墙）设置适量的清灰孔。
5.5窑体保温
5.5.1窑体各部位保温强度可用隔热度（见表5-5）计算评价。隔热度应按下式计算：
隔热度=（b1/λ1+ b2/λ2+……+ bn/λn）×1.163×10
式中：b1、b2……bn——耐火砖或保温材料厂的厚度（m）
λ1、λ2……λn——热传导率，系指耐火砖和保温材料
在其平均温度下的热传导率，其推荐值见表5-6
5.5.2加料口拐角砖和流液洞盖板顶面等特殊部位不宜进行保温。
5.6烟道
5.6.1烟道中废气流速一般取1~3Nm/s，烟道截面高度不宜低于700mm，宽度不宜小于600mm。
5.6.2烟道布置应充分考虑到烟气需要末端治理时所需要的设施场地；烟道长度应尽量短，减少拐弯和避免截面突变；烟道爬坡角度不宜大于30°。
5.6.3烟道通过厂房柱基时，烟道外壁与柱基表面间距应按表5-7中所列数值考虑。
5.6.4烟道与蓄热室接口处，烟道在囱接口处，需留设膨胀缝，缝宽10~20mm 。
5.6.5煤气烟道内外表面及配套设备必须采取措施进行严格密封，并应在烟道系统中设置防爆装置。
5.6.6烟道中应避免进水，埋入地下的烟道应采取可靠边的防水、排水措施。
5.6.7窑外烟道拱顶外表面及侧墙外表面应采取防水处理措施，以防地面水渗入，一般情况下可涂抹一层20~30mm厚沥青、砂子混合物。
5.7烟囱
5.7.1玻璃熔窑烟囱高度应由以下因素决定：
（1）熔窑烟囱高度按排烟阻力计算确定，并应考虑熔窑潜在能力的发挥和熔窑后期阻力的增加。
（2）在烟囱周围半径200m的距离内有建筑物时，烟囱高度应高出最高建筑物3m。
（3）烟气在烟囱内的温降可按表5-8中所列数值考虑。
5.7.2烟囱出口直径应根据进入烟囱的烟气量和烟囱出口的烟气流速计算，烟囱出口的烟气流速不低于2Nm/s，一般取2.5~4.5 Nm/s。烟囱出口直径≤0.7m时，应采用钢板烟囱，进入钢板烟囱的烟气温度高于450℃时，烟囱内壁需衬耐火砖。圆形砖烟囱的最小直径为0.7m，常用出口直径范围为0.8~1.8m（见表5-9）。钢筋混凝土烟囱常用出口直径范围为1.4~3.6m（见表5-10）。
5.7.3两座熔窑共用一个烟囱时，烟囱底部应设高度不低于8m的中间隔墙。
5.7.4烟囱底部基础边缘距铁路边线不宜小于5m。
六、玻璃熔窑耐火材料的确定
6.0.1玻璃熔窑中各主要部位所选用的耐火材料一般如表6-1所示。
6.0.2玻璃熔窑用耐火材料质量应符合设计要求和国家现有标准的规定，其中应注意：
（1）大碹用优质硅砖的主要性能应满足表6-2中的指标。
（2）用于上部结构的锆英石必须选用在配料中引入高温型烧结骨料（用等静压法成形经过高温烧成而破碎成的粗的尖角颗粒）、显微结构存在着粗大的聚集体的高荷软和低蠕变的锆英石砖，主要性能如表6-3中所示。
（3）熔铸锆刚玉砖（F-AZS）的质量应达到表6-4中的指标。
（4）熔铸铬锆刚玉砖（F-AZSC）的质量应达到表6-5中的指标。
（5）用于小炉斜拱、插入平拱、蓄热室拱顶和蓄热室上部中间隔墙的直接结合镁砖必须是用高纯度（MgO ＞97%）大颗粒电熔镁砂（粒度＞200μm），在1800℃高温下烧结并在1600℃温度下具有极好的抗高温蠕变性能的优质产品，其主要性能如表6-6所示。
（6）蓄热室格子体顶部（钠钙玻璃）一般应选用抗硅粉和抗五氧化二钒侵蚀能力强的高温型镁锆砖（见表6-6）；冷凝区的格子体宜选用抗硫化物侵蚀能力强的中温型镁锆砖（见表6-6）。
（7）用于蓄热室拱顶和上部中间隔墙的莫来石砖应选用有极好的抗蠕变性能、在长期负荷下残余收缩近乎为零的再烧结电熔莫来石制品，其主要性能如表6-7。
（8）用于煤气蓄热室格子体顶部和上部的再烧结电熔AZS砖和三低砖的主要性能应满足表6-8中的指标。
（9）用熔铸十字型砖砌蓄热室格子体时，其顶部和上部应用熔铸氧化铝材质的十字型砖（ER5312RX）摆砌，主要技术性能见表6-9。熔铸十字形砖一般多用于硼玻璃和特殊玻璃熔窑。
（10）多通道蓄热室第一、二通道底部烟气温度＞1000℃时，格子体支撑拱应选用熔铸锆刚玉砖或莫来石/硅线石砖砌筑，莫来石/硅线石砖的主要性能应满足表6-10中的指标。
七、玻璃熔窑钢结构的设计要求
7.0.1钢结构的设计应在考虑地震对结构强度的影响前提下，保证熔窑在高温工作条件下有足够的结构强度、刚度和稳定性。
7.0.2窑底钢结构，即主梁、次梁及支撑板之间的构造，应能适应熔窑在升温和降温条件下的受力、变形特性。
7.0.3窑体钢结构的设计，应能保证大碹、胸墙、池壁、加料口、小炉及蓄热室等进行单独调节，以便能有控制地满足这些部位在烘窑过程及高温工作时对膨胀变化的要求。
7.0.4加料口池壁的钢结构必须坚实可靠，应尽量采用螺栓连接。
7.0.5钢结构设计和计算应符合现行GB117《钢结构设计规范》的有关规定，并应考虑高温工作环境的影响。
（1）选用Q235（A3）钢时的高温容许应力，可按表7-1中所列数值计算。
（2）选用铸钢与铸铁时的高温抗弯应力，可按表7-2所列数值计算。
7.0.6钢结构的焊接构件，应符合现行国标GB985《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》规定的要求，并应考虑高温变形的特点。
八、熔窑风冷却
8.0.1熔窑冷却部位一般为池壁、流液洞、加料口拐角砖、鼓泡砖等处。冷却风嘴距冷却面距离一般为40mm；池壁冷却风嘴中心一般位于玻璃液面下25mm，风嘴向上倾斜，风嘴与水平面夹角一般为20°，风嘴之间的空隙小于30mm；冷却风嘴出口断面应保持整齐、各处相等。
8.0.2冷却风管的尺寸和布置应能保证池壁各冷却风嘴的单位面积出口风量与风速相等。
8.0.3熔窑各冷却部位的冷却风量及冷却风嘴出口速度应满足表8-1中的指标。
九、玻璃熔窑的基础
9.0.1蓄热室基础、窑池基础及厂房基础应相互分开，并切实做好宽度大于3.0cm以上的伸缩缝。
9.0.2在采用分隔式蓄热室、墙体有较好的刚度或蓄热室地基较好（地耐力＞15t/m2）时，蓄热室基础可考虑采用条形的刚性基础，刚性条形基础的设计应考虑到小炉喷火口、蓄热室墙及格子砖的重量。
9.0.3地耐力＜15t/m2或蓄热室重量较大的玻璃熔窑宜采用60cm以上厚度的整片钢筋混凝土基础。
9.0.4蓄热室立柱柱脚应根据柱脚所受推力另设拉筋。
十、环境保护
10.0.1新建或改扩建玻璃熔窑清洁生产污染物产生指标应达到表10-1中的要求。
10.0.2由于燃料、工艺技术等客观因素，主要污染物产生指标难以达到清洁生产物产生指标或被地方环保部门认定为主要污染物未达到当地排放标准和总量控制指标的新建或改扩建下玻璃熔窑，必须对其主要污染物采取烟气脱硫除尘末端治理措施。
10.0.3以发生炉煤气为主要燃料在新建或改扩建玻璃熔窑，必须在烟道上设置除尘或含有除尘的末端治理装置，以保证熔窑换向时烟气排放黑度（林格曼级）不超过过1。
10.0.4新建或改扩建玻璃熔窑，应预留烟气脱硝治理设施场地。
摘要介绍了260～300td一窑四线平拉玻璃熔窑的设计情况，包括：熔化部设计，分支通路的布置原则，分支通路长度尺寸的设计，全窑池底结构形式和不同池深的窑底结构处理。 关键词平拉玻璃熔窑设计 天津玻璃厂是我国采用平拉工艺(格法)生产平板玻璃的重点骨干企业。该厂于1986年全套引进了比利时格拉威伯尔公司(Glaverbe1)的平拉玻璃生产技术及主要设备。建设初期为一窑二线，并留有可热接第三线的接口。后来在不停产的情况下，成功地热接了第三线，建成了国内第一条一窑三线的平拉玻璃生产线。长期稳定地生产2 mm厚优质薄玻璃，工厂取得了良好的经济效益，同时为国内多家平拉玻璃企业提供了技术支持。 随着天津市城市建设的发展和环境保护的要求，该生产线所在的地理位置已被规划为商住区，玻璃厂需要搬迁到新址。由于原一窑三线已经完成了两个窑期近17年的运行，拆后可利用的设施已不多，以及要扩大生产能力的考虑，工厂决定新建一条一窑四线平拉玻璃生产线。设计熔化能力260～300t／d，燃料为重油，窑龄8年，玻璃原板宽 度4000 mm，耐火材料立足于全部国产，现将有关设计情况介绍如下： 1 熔化部设计 在80年代引进的一窑三线平拉玻璃熔窑，从窑型尺寸到各部位细部结构看，该熔窑的熔化部在现在看来仍是一座200 t／d级的技术比较先进的熔窑。本次工厂搬迁需要新建同样技术先进的一窑四线，熔化能力为260～300 t／d的熔窑，并要积极采用近年来的各项熔窑新技术。 本设计确定一窑四线平拉玻璃熔窑的熔化部，采用近年来在国内浮法玻璃熔窑上广泛采用的熔化部结构形式，并以某建成投产多年的300 t／d浮法线熔窑做为参照，进行熔化部设计。 1．1 熔化部主要尺寸的确定 按照熔化部的池宽尺寸计算公式： B=9000+ (P-300) ×7 求得该熔窑(按P=300 t／d)的熔化部池宽为：B=9 000 mm。 对于浮法玻璃熔窑来说，熔化部和熔化区的长宽比分别为：K1=3～3.3；K2=1.8～2.0。对于平拉玻璃熔窑来说，为了保证长通路末端玻璃液的成形温度，这两个比值要取得小一些，初步设定熔化部的长宽比为：K1=2.9；熔化区的长宽比为：K2=1．85。计算出熔化部和熔化区池长的初步尺寸： 熔化部池长：L=9 000×2．9=26100 mm， 熔化区池长：Ll=9 000×1．85=16650 mm。
浮法玻璃熔窑天然气和重油燃烧系统的比较 诸葛勤美王曙华王伟峰（中国新型建材设计研究院杭州市310003） 摘要 从天然气和重油的组成与性能，两种燃烧系统的燃料用量及成本，工艺及设备材料费和烟气等方面对天然气和重油燃烧系统进行比较，从而得出天然气燃烧系统比重油燃烧系统更优越。 关键词天然气重油燃烧浮法玻璃熔窑 中图分类号：TQ171 文献标识码：A 文章编号：1003－1987（2013）07－0003－03 Comparison of Natural Gas with Heavy Oil for Float Glass Furnace Zhuge Qinmei, Wang Shuhua, Wang Weifeng （China New Building Materials Design and Research Institute, Hangzhou, 310003）Abstract: This article compared the natural gas and heavy oil from the compositions and properties of natural gas and heavy oil, fuel consumption and cost of the two kinds combustion system, technology and equipment material fee, as well as flue gas and other aspects, and concluded that the natural gas combustion system is more superior than heavy oil combustion system. Key Words: natural gas combustion system，heavy oil combustion system 0 引言浮法玻璃生产所用的燃料主要有重油、柴油、煤焦油、天然气、焦炉煤气、发生炉煤气和石油焦等，综合考虑熔窑寿命、环境保护、生产规模、生产成本、产品品质等各方面因素，应首选天然气或者重油。 1 燃料的组成与性能比较 1.1 天然气的组成与性能天然气是指通过生物化学作用与地质变质作用，在不同的地质条件下生存迁移，并于一定压力下储集在地质构造中的可燃气体。通常根据形成条件不同，分为油田伴生气、气田气及凝析气田气。天然气是一种混合气体，其组成随气田和产气层不同而异。根据天然气公司提供的资料，西气东输的天然气组分见表1。 表1 西气东输的天然气组分/% 组分 C1 C2 C3 C4 C5 C6+ CO2 N2 100 96.1 1.74 0.58 0.28 0.03 0.09 0.62 0.56 西气东输的天然气低位热值约34.81 MJ/Nm 3 （8 320 kcal/ Nm 3 ），高位热值约38.62 MJ/Nm 3 （9 230 kcal/ Nm 3 ）。天然气热值稍低于重油，但比焦炉煤气、发生炉煤气高很多，属高热值燃料。天然气燃烧后几乎不含硫、粉尘和其它有害物质，是一种洁净环保的优质能源。天然气也是较为安全的燃气之一，比空气轻，一旦泄漏，会立即向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，安全性较高。 1.2 重油的组成与性能重油又称渣油，是原油提取汽油、柴油等后的剩余重质油，其特点是分子量大、黏度高，密度一般在0.82~0.95 g/cm 。重油的发热量很高，一般为40~42 MJ/kg（9 560~10 038 kcal/kg）。重油的燃烧温度高，火焰的辐射能力强，是玻璃、钢铁等生产的优质燃料。重油的化学组成比较复杂，但一般都是碳链在16 以上的烷属烃、环烷烃（如环己烷、环戊烷的衍生物）及芳香烃（如苯、甲苯）。重油中的可燃成分较多，含碳86%~89%，含氢10%~12%，同时含有少量的氮、氧、硫等。重油中的硫虽然含量不大，但危害甚大，作为燃料用时，必须严格控制。重油中的水分是在运输和贮存过程中混进去的。重油含水多时，不仅降低了重油的发热量和燃烧温度，而且还容易由于水分的汽化影响供油设备的正常运行，甚至影响火焰的稳定。水分太多应设法去掉，目前一般都是在贮油罐中用自然沉淀的方法使油水分离。 3.1 工艺比较 （1）天然气燃烧系统工艺流程 天然气管：安全放散天然气调压站分成7 根支管过滤安全切断调压总管计量天然气喷枪支管换向流量调节支管计量 2 燃料用量及成本的比较冷却气：以600 t/d 浮法玻璃熔窑为例，重油和天然气用量计算如表2。空压站总管换向天然气喷枪 （2）重油燃烧系统工艺流程重油管：表2 重油和天然气用量泄压回油稳压回油油站初级加热粗过
窑炉课程设计说明书题目：年产3000吨高硼硅玻璃电熔窑炉的设计
前言 .......................................................................................................................... 错误！未定义书签。 一、设计任务及原始资料 (3) 1.1 设计题目： (3) 1.2 设计技术指标、参数： (3) 二、窑型选择 (4) 三、窑体主要尺寸选择 (5) 3.1 熔化池面积 (5) 3.2熔化池的长度和宽的 (6) 3.3 熔化池的深度 (7) 四、电极材料的选择及插入方式 (8) 4.1 电极材料的选择 (8) 4.2 电极尺寸的选择 (9) 4.3 电极插入方式选择 (10) 4.2 电极连接方式选择 (11) 五、耐火材料的选择与计算 (12) 5.1耐火材料的选择 (12) 5.2耐火材料的计算 (13) 六、窑炉电工热工计算 (14) 6.1玻璃熔化热计算 (14) 6.2 玻璃耗电量计算 (15) 6.3玻璃热效率计算 (15) 七、小结 (16) 参考文献 (16)
玻璃电熔技术是目前国际上最先进的熔制工艺，是玻璃生产企业提高产品质量，降低能耗，从根本上消除环境污染的十分有效的途径。对于15t/d以下的小型玻璃熔窑来说，在电力充足和电价适中的地区，用电熔工艺来生产各类玻璃制品的综合经济效益是很理想的；在电价较高的地区，对于彩色玻璃、乳浊玻璃、硼硅酸盐玻璃、铅玻璃、高挥发组分玻璃或特种玻璃生产也是合算的。 过去我国小型电熔窑的应用一直进展不太大，主要原因有两条：首先是人们普遍认为电熔的价格昂贵，熔制成本高，忽视了电熔可带来的整体效益；其次，以往引进的国外电熔窑由于包含大量的技术费用，选材过于讲究，因而投资很大，一座熔化面积不到2m2，日产量4吨的小型电熔窑，少则二三百万元，多则近千万，对于生产一般玻璃制品来说，是难以接受的。即使引进了也往往因为折旧费用过高而被迫停用。我们设计的电熔窑，以我国的国情为基础，根据产品特点确定适当的窑龄，着重考虑综合经济效益，大量采用国产优质材料，在满足产品质量要求的前提下，大大降低了电熔窑的造价。以上述规模的电熔窑为例，包括电极和全套电熔自动控温装置在内的设备投资只需约100万元，每次冷修费用也不过十余万元，为玻璃全电熔技术的广泛应用创造了条件。 玻璃熔窑有如下优点：没有废气，防止空气污染；降低挥发性配合料组分
一玻璃电熔基础 1 玻璃的导电行为 (2) 1.1熔融玻璃的电导率 (3) 1.1.1玻璃的导电性 1.1.2熔融玻璃电导率和温度的关系 1.1.3熔融玻璃电阻率与化学成分的关系 1.1.4混碱效应的应用实例 1.1.5常用的熔融玻璃的电阻率—温度曲线 1.1.6失调角和稳定性准数对玻璃电熔控制的影响 1.1.7熔融玻璃电阻率的计算 1.1.8玻璃的粘度 1.2 电极间玻璃液电阻的计算 (14) 1.2.1欧姆定律的应用 1.2.2板状电极间玻璃液电阻的计算 1.2.3两支平行棒电极间的电阻 1.2.4两列平行放置的棒电极的电阻 1.2.5两支相对放置的棒电极的电阻 1.2.6三相电极的电阻计算 2 电极 (19) 2.1 电极的选择原则 (19) 2.2 钼电极 (19) 2.2.1 钼电极的物理性能 (20) 2.2.2 钼电极的的组织结构变化 (21) 2.2.3 钼电极的化学组成 (22) 2.2.4 钼电极的结构和布置 (28) 2.2.5 电极水套 (40) 2.2.6 钼电极临界电流密度和尺寸的选择 (47) 2.2.7 钼电极的蚀损与保护 (49) 2.2.8 钼电极的电缆联结 (52) 2.2.9 钼电极的使用及注意事项 (53)
2.3 氧化锡电极 (56) 2.3.1氧化锡电极的概述………………………………. 2.3.2氧化锡电极的物理性能 (57) 2.3.3氧化锡电极的化学性能 (62) 2.3.4 氧化锡电极的制造工艺 (62) 2.3.5几种常用的氧化锡电极 (63) 2.3.6 氧化锡电极的安装和使用 (64) 2.3.7 氧化锡电极的的蚀损 (66) 2.4 硅碳棒电热元件 (66) 2.4.1硅碳棒的物理性能 (66) 2.4.2 硅碳棒的化学性能 (67) 2.4.3硅碳棒的老化和涂层保护 (68) 2.4.4硅碳棒的规格与型号 (68) 2.4.5硅碳棒的电气联接 (70) 2.4.6硅碳棒的使用注意事项 (70) 2.5二硅化钼发热体 (72) 2.5.1硅钼棒的理化性能 (72) 2.5.2安装方法 (75) 2.5.3使用要点 (76) 2.6石墨电极 (80) 2.7铂电极 (81) 2.8 冷却水系统 (81) 3 供电与控制 (84) 3.1 供电及控制系统 (85) 3.1.1可控硅+隔离变压器 3.1.2可控硅+磁性调压器 3.1.3感应调压器+隔离变压器 3.1.4抽头变压器 3.1.5T型变压器 3.2 可控硅控制系统 (92)
目录 前言 (1) 第一章浮法玻璃工艺方案的选择与论证 (3) 1.1平板玻璃工艺方案 (3) 1.1.1有曹垂直引上法 (3) 1.1.2垂直引上法 (3) 1.1.3压延玻璃 (3) 1.1.4 水平拉制法 (3) 1.2浮法玻璃工艺及其产品的优点 (4) 1.3浮法玻璃生产工艺流成图见图1.1 (5) 图1.1 (5) 第二章设计说明 (6) 2.1设计依据 (6) 2.2工厂设计原则 (7) 第三章玻璃的化学成分及原料 (8) 3.1浮法玻璃化学成分设计的一般原则 (8) 3.2配料流程 (9) 3.3其它辅助原料 (10) 第四章配料计算 (12) 4.1于配料计算相关的参数 (12) 4.2浮法平板玻璃配料计算 (12) 4.2.1设计依据 (12) 4.2.2配料的工艺参数； (13) 4.2.3计算步骤； (13) 4.3平板玻璃形成过程的耗热量的计算 (15) 第五章熔窑工段主要设备 (20) 5.1浮法玻璃熔窑各部 (20) 5.2熔窑主要结构见表5.1 (21) 5.3熔窑主要尺寸 (21) 5.4熔窑部位的耐火材料的选择 (24) 5.4.1熔化部材料的选择见表5.3 (24) 5.4.2卡脖见表5.4 (25) 5.4.3冷却部表5.5 (25) 5.4.4蓄热室见表5.6 (25) 5.4.5小炉见表5.7 (26) 5.5玻璃熔窑用隔热材料及其效果见表5.8 (26) 第六章熔窑的设备选型 (28) 6.1倾斜式皮带输送机 (28) 6.2毯式投料机 (28)
6.3熔窑助燃风机 (28) 6.4池壁用冷却风机 (29) 6.5碹碴离心风机4-72NO.16C (29) 6.6L吊墙离心风机9-26NO11.2D (29) 6.7搅拌机 (29) 6.8燃油喷枪 (29) 6.9压缩空气罐C-3型 (29) 第七章玻璃的形成及锡槽 (30) 第八章玻璃的退火及成品的装箱 (32) 第九章除尘脱硫工艺 (33) 9.1除尘工艺 (33) 9.2烟气脱硫除尘 (33) 第十章技术经济评价 (34) 10.1厂区劳动定员见表10.1 (34) 10.2产品设计成本编制 (35) 参考文献 (38) 致谢 (39) 摘要 设计介绍了一套规模为900t/d浮法玻璃生产线的工艺流程，在设计过程中，原料方面，对工艺流程中的配料进行了计算；熔化工段方面，参照国内外的资料和经验，对窑的各部位的尺寸、热量平衡和设备选型进行了计算；分析了环境保护重要性及环保措施参考实习工厂资料，在运用相关工艺布局的基础下，绘制了料仓、熔窑、锡槽、成品库为主的厂区平面图，具体对熔窑的结构进行了全面的了解，绘制了熔窑的平面图和剖面图，还有卡脖结构图，整个设计参照目前浮法玻璃生产的主要设计思路，采用国内外先进技术，进行全自动化生产，反映了目前浮法生的较高水平。 关键词：浮法玻璃、熔窑工段、设备选型、工艺计算。
国外玻璃窑炉设计现状 １引言 玻璃窑炉设计实际上是综合考虑客户对玻璃窑炉投资，窑炉寿命和运行与维护成本的需求；对玻璃窑炉技术选择，节能和排放问题的设想；以及环境保护，卫生安全等相关法律规定。然后，按照一定的步骤程序提交完整的设计方案，确保窑炉所有重要的性能指标的过程。 由于全球经济相互融合，外国耐火材料企业集团不断以合资、独资、控股等方式进入中国市场，中国耐火材料企业也要走出去。即使在国内，企业最终面临的竞争对手也必然是外国企业。我国虽于2006年9月取消了包括耐火材料等产品的出口退税政策，但是参与国际竞争对激励耐火材料企业提高工艺技术和生产效率，提高耐火原料资源的利用率，强化社会节约意识，控制资源消耗等均起到积极推动作用。如果企业在未知国际化市场资源的情况下，贸然参与竞争是危险的。为此，从合同管理、工程设计和计算机仿真设计三个方面，介绍国外玻璃窑炉设计现状，有助于国内企业开拓窑炉耐火材料出口渠道，稳步进入国际市场。 ２玻璃窑炉设计合同管理 国外玻璃窑炉设计代表性的合同管理程序流程如图1所示，它表示出窑炉设计者必须处理的典型问题。 该管理流程有利于客户在招投标过程及合同签署前。获得所有供决策的信息，特别是涉及投标预算编制中有关设备、建筑材料和工程成本的详尽计算数值，尽管这类信息的收集要牵涉到合同签署后的一些程序。
合同管理要求工程文件清晰规范，所有文件诸如图纸、会议记录和概算必须归档便于查询。设计公司利用数据管理系统，集中存储一个工程的所有信息，通过内部电子通讯系统(局域网)等数据共享的管理方式，让专业人员随时查找工程设计数据、工程进度、专业衔接与改进方案，保证工程进展顺畅，避免差错的产生。 ３玻璃窑炉的工程设计 玻璃窑炉工程技术因素如窑炉熔化率、能耗及其窑龄，财务因素如投资成本、风险和清偿期限，以及燃料污染程度与燃烧技术的选择等生态环保因素，它们相互关联、互为因果。窑炉工程设计因而需经历一个反复比较、筛选的过程。在国外，该工程设计的许多部分仍建立在经验的基础上。但是，数学模型和测试手段的发展对玻璃窑炉工程设计中工艺参数的检验作用正在增强。表１所列是国外玻璃窑炉设计中应用的有关方法。 客户生产需求理论设计与实验方法 玻璃质量经验，数模仿真，颗粒示踪，气泡示踪排放经验，数模仿真，实验 节能热平衡计算 窑龄经验，试验室试验，无损探伤成本比较经济核算每个玻璃窑炉的熔化系统设计和技术选择取决于客户对玻璃生产数量和质量的需要。通常，在该设计阶段开始利用数学模型进行检验。有关窑炉实际运行性能的详尽知识的积累是数模合理设定的关键，数学模型的精度通过对颗粒示踪方法在模型和实际窑池中结果的比较加以验证。 滞留时间是颗粒示踪方法结果之一，该参数具常规可靠性，能用于预先评估所能获得的玻璃质量。数学模型近年来己发展至预测玻璃中气泡的变化过程。需要指出的是数学模型不能用于设计改变很小的窑炉，玻璃窑炉运行中几个不确定变量的影响足以左右数模的计算精度。数模计算即趋势分析，利用数学模型可以研究确定玻璃窑炉设计显著改善所产生的重大变化。图２所示为数学模型仿真中典型的颗粒示踪路径，其滞留时间较短。 预测玻璃窑炉排放级别的数学模型仍在开发之中，这类数学模型将来对窑炉设计的支持作用会不断增
关于浮法玻璃熔窑改进的几项措施 3唐春桥1,孙兴银2,袁建平2,戴玖凤2 (1.深圳南玻浮法玻璃有限公司,广东 深圳 518067; 2.江苏华尔润集团有限公司,江苏 张家港 215600) 摘要:目前,我国的浮法玻璃熔窑结构设计技术有了较大的发展,使熔窑的熔化能力和熔制质量不断提高,熔窑寿命不断延长,熔窑能耗不断降低。但随着新技术的不断涌现,熔窑的结构设计仍有值得改进和完善的地方。本文就浮法玻璃熔窑改进的几项措施进行探讨,以供同仁参考。 关键词:浮法玻璃熔窑;结构;改进措施 中图分类号:T Q171.6+23.1 文献标识码:B 文章编号:1000-2871(2005)05-0023-02 So m e Acti on s Taken for I m prove m en t of Floa t Gl a ssM elti n g Furnace TAN G Chun -qiao,SUN X ing -y in,YUAN J ian -ping,DA I J iu -feng 1 概述 20世纪90年代初期,随着托利多熔窑技术的引进,国内平板玻璃熔窑在设计水平、熔化能力、窑炉寿命、能耗热效、玻璃熔制质量等方面均取得了跨越式的发展,走出了一条引进、消化、创新的路子。如今,国内设计的浮法熔窑,熔化能力从400t/d,向500t/d 、600t/d 、900t/d 稳步发展;窑龄也从5年向8年和10年迈进;熔制缺陷如气泡、结石等的大量减少,使玻璃质量从普通建筑级提高到汽车级和制镜级。 目前,国内针对浮法玻璃熔窑又进行了多方面的设计创新,如采用全等宽投料池、加长1# 小炉到前脸的间距、加长澄清带长度、大碹保温采用复合保温结构、全连通蓄热室改为“全分隔式”或“分组式”蓄热室、集中式烟道布置、采用水平搅拌和垂直搅拌混合的卡脖结构等等。但是浮法熔窑结构设计仍有改进和完善的空间,下面就浮法玻璃熔窑改进的几项措施进行探讨。2 浮法玻璃熔窑改进措施探讨 2.1 设置辅助电助熔装置 目前,在浮法玻璃熔窑上采用辅助电熔装置熔制玻璃的企业为数不多,主要集中在少数合资或外资企业和极少数国内的浮法玻璃企业中,其好处是:⑴在配合料料区采用电助熔,可大幅度提高料层下面的玻璃液温度,使料层获得更多的热量,提高料层的熔化能力,这样可大幅度增加浮法玻璃产量。而在热点区域采用电助熔,可强化热点、突出热点,从而提高玻璃液质量。⑵生产着色玻璃时,开启电加热可提高熔窑的池底温度,加强池底玻璃液对流,减少不动层厚度,同时,玻璃液可获得更多的热量,通过对流传递到配合料层,从而加快配合料的熔化,在一定程度上补偿空间热量的投入,降低熔窑的火焰空间热负荷,延长窑炉寿命。 第33卷第5期2005年10月玻璃与搪瓷G LASS &E NAMEL Vol .33No .5Oct .2005 3收稿日期:2004-10-10
玻璃窑炉设计技术之单元窑 第一章单元窑 用来制造E玻璃和生产玻璃纤维的窑炉，通常采用一种称为单元窑的窑型。它是一种窑池狭长，用横穿炉膛的火焰燃烧和使用金属换热器预热助燃空气的窑炉。通过设在两侧胸墙的多对燃烧器，使燃烧火焰与玻璃生产流正交，而燃烧产物改变方向后与玻璃流逆向运动。因此在单元窑内的玻璃熔化、澄清行程长，比其它窑型在窑内停留时间长，适合熔制难熔和质量要求高的玻璃。单元窑采用复合式燃烧器，该燃烧器将雾化燃料与预热空气同时从燃烧器喷出，经烧嘴砖进入窑炉内燃烧。雾化燃料处在燃烧器中心，助燃空气从四周包围雾化燃料，能达到较好的混合。所以与采用蓄热室小炉的窑型相比，燃料在燃烧过程中更容易获得助燃空气。当空气过剩系数为1.05时能完全燃烧，通过调节燃料与助燃空气接触位臵即可方便地控制火焰长度。由于使用多对燃烧器，分别调节各自的助燃风和燃料量，则可以使全窑内纵向温度分布和炉内气氛满足玻璃熔化与澄清的要求，这也是马蹄焰窑所无法达到的。单元窑运行中没有换火操作，窑内温度、气氛及窑压的分布始终能保持稳定，这对熔制高质量玻璃有利。现代单元窑都配臵有池底鼓泡，窑温、窑压、液面及燃烧气氛实行自动控制等系统，保证了难熔的E玻璃在较高熔化率下能获取用于直接拉制玻璃纤维的优质玻璃液。所以迄今在国际上单元窑始终是E玻璃池窑拉丝的首选窑型。 单元窑与其它窑型相比的不足之处是能耗相对较高。这是因为单元窑的长宽比较大，窑炉外围散热面积也大，散热损失相对较高。采用金属换热器预热助燃空气的优点是不用换火，缺点是空气预热温度，受金属材料抗氧化、抗高温蠕变性能的制约，一般设计金属换热器的出口空气温度为650～850℃。大多数单元窑热效率在15%以内，但如能对换热器后的废气余热再予利用，其热效率还可进一步提高。 配合料在单元窑的一端投入，投料口设在侧墙的一边或两边，也有设在端墙上的。熔化好的玻璃从另一端穿过沉式流液洞流至称为通路的拉丝作业部。 第一节单元窑的结构设计
玻璃窑炉设计及先进经验技术引用 第一章单元窑 第一节单元窑的结构设计 一、单元窑熔化面积的确定 二、熔池长、宽、深的确定 三、池底鼓泡位置的确定 四、窑池结构设计 五、火焰空间结构设计 六、烟道 七、通路结构设计 第二节耐火材料的选用及砌筑 一、单元窑选用的主要耐火材料 二、窑炉的砌筑技术 第三节单元窑的附属设备 一、投料机 二、鼓泡器 三、燃烧系统 四、金属换热器 第四节助熔易燃技术的应用 一、辅助电熔在单元窑上的应用 二、纯氧助燃技术的应用
第五节窑炉的启动和投产 一、投产准备 二、燃料准备 三、熟料准备 四、制定窑炉升温曲线五、采用热风烤窑技术 六、点火烤窑注意事项 七、投产 第二章玻璃球窑 第一节窑炉的结构 一、球窑的种类 二、马蹄焰球窑结构设计 三、球窑砖结构和耐火材料 第二节窑炉的熔制 一、玻璃球的熔制 二、玻璃球的成型 三、玻璃球的退火 四、玻璃球生产工艺规程 第三章全电熔玻璃窑 第一节全电熔玻璃窑概述 一、全电熔窑的优缺点 二、全电熔窑的分类 三、全电熔窑一览
四、熔制特性及对配合料要求 五、电熔窑是防止环境污染有力措施 六、玻璃全电熔窑的技术经济分析 第二节全电熔窑的结构设计 一、全电熔窑的形状 二、全电熔玻璃窑炉的加料 三、供电电源和电极连接第四章电助熔技术第一节火焰池窑电助熔的意义 一、池窑电助熔的优缺点 二、电助熔加热的技术分析 第二节电助熔池窑设计和操作 一、熔窑内电极布置和功率配置 二、熔加热功率的计算 第三节电助熔池窑的实例 一、生产硼硅酸盐BL电助熔池窑 二、生产有色BL的电助池窑 三、生产平板BI的电助熔池窑 第五章供料道的电加热 第一节供料道电加热概述 一、供料道工作原理及其加热现状 二、供料道电加热的优越性 三、供料道电加热分类
浮法玻璃熔窑设计的改进 宋 庆 余 (蚌埠玻璃工业设计研究院 蚌埠市 233018) 近些年来,我国浮法玻璃熔窑的设计技术取得了长足的发展,20年前中国只有一座浮法玻璃熔窑,当时的熔化能力只有230t/d,窑炉的寿命只有3年,熔化率为1.13t/m2?d,热耗11675kJ/kg玻璃液,玻璃质量仅能达到当时厂标的二、三等品,总成品率为65%。现在我国已有浮法窑61座,我国自己设计的最大吨位为600t/d的窑已投产2年,与20年前相比,熔化能力增加了2.6倍,熔化率达到2.26t/m2?d,提高了近一倍,热耗为6688kJ/ kg玻璃液,降低了43%,产品质量大幅度提高,制镜级和加工级玻璃达到90%,总成品率大于80%。以上的浮法玻璃熔窑技术指标,我国只有少数生产线可以达到,多数浮法玻璃熔窑达不到。这少数的浮法玻璃熔窑与国外先进的相比还有不小的差距。本文主要讨论目前我国浮法玻璃熔窑应如何改进。1 投料池设计的改进 投料是熔制过程中的重要工艺环节之一,它关系到配合料的熔化速度、熔化区的位置、泡界线的稳定,最终会影响到产品的质量和产量。 1.1 应设计与熔化部等宽的投料池 投料池越宽,配合料的覆盖面积就越大,配合料的吸热是与覆盖面积大小成正比的。因此采用与熔化部等宽或接近等宽的投料池,有利于提高热效率,有利于节能,有利于提高熔化率。 1.2 采用无水包的45度“L”型吊墙 传统的“L”型吊墙都有水包,由于水包的寿命短、易损坏、漏水,造成吊墙砖的炸裂,吊墙砖实际上在热工作状态下无法更换,这样就影响窑炉的寿命。所谓无水包吊墙,就是水包被一排吊砖所代替,这就解决了因水包漏水所造成的吊墙砖炸裂问题,同时也解决了更换损坏水包对生产的影响。1.3 投料口采用全密封结构 投料池内的压力一般是正压,所以由窑内向外部的溢流和辐射热损失较大。采用全密封结构,构成预熔池,将减少这部分热损失,使配合料进入熔化池之前能吸收一定的热量,将其中的水分蒸发并进行预熔,这样料堆进入熔化池后很快就会熔化摊平,因此加速了熔化过程。同时,由于料堆表面被预熔,就减少了粉料被烟气带入蓄热室的量,也减轻了飞料对熔窑上部结构的化学侵蚀。投料池采用全密封结构,可以防止外界的干扰,保证窑内压力制度、温度制度的稳定,保证泡界线的稳定。特别是保证玻璃对流的稳定,有利于减少生料对池壁砖的侵蚀,延长窑炉寿命,是一条宝贵的经验。 2 熔化部设计的改进 2.1 加长1#小炉至前脸墙的距离 加长1#小炉至前脸墙的距离,可开大1#小炉,提高熔化效率和热效率。从辐射传热公式可以清楚地看出这个问题。 Q=C? T1 100 4 - T2 100 4 ?F 式中:Q——配合料吸收的热量,kJ; T1——火焰的温度,K; T2——配合料的温度,K;
玻璃专业熔制车间毕业设计指导书 一、说明书 1．总论： 内容：生产方法概况、特点、设计指导思想以及设计原则。 2．玻璃的成分设计 内容：设计原则、成分确定及性质计算（熔化温度、温度-粘度曲线、退火温度和密度）3．总工艺计算 内容：（1）主要技术经济指标的确定； ①年工作日：冷修年，310~320天；非冷修年365天。 ③玻璃原板宽度：2.5~4.5m。 ④机组利用率：96~98%。 ⑤总成品率：72~75%。可达90~95%。 ⑥碎玻璃损失率：0.5%。 （2）工艺平衡计算； ①玻璃成品产量的计算： 计算出各种规格产品的产量；各种规格产品的全年平均生产天数。 ②玻璃液熔化量： ③配合料需要量： 4．熔窑设计 内容：（1）熔窑种类的确定； （2）熔窑结构设计； ①熔化部设计： 熔化率的初步确定： 平板池窑：熔化率K=2.0~3.0（t/m2d）； 500吨窑，K=2.35（t/m2d）；700吨窑，K=2.78（t/m2d）；
熔化部面积的初步确定： 熔化面积：F m = Q k（m 2） 式中：Q —熔窑的产量（t/d） 熔化部窑池的长度和宽度的确定： 熔化区宽度的确定： 平板池窑：B m = 0.75Х10-2Q + 6.75 （m） TOLETO公司的经验公式： B m = 95002.5 Q/400 （m） 熔化区长度的确定：l m = K1ХB m （m）式中：K1—熔化区的长宽比，一般为1.8~2.4。 l m = d1 + d2（n-1）+ 1.0 式中：d1—1#小炉中心线到前脸墙的距离，一般为3~4m， 900吨窑达6.8mm。 d2—小炉中心线间距，一般为2.8~3.5m。 n—小炉对数。 澄清区长度的确定：一般在8.3~19m。 熔化部窑池深度的确定：熔化部窑池深度为1.2m。 熔化部面积的调整和复核： 熔化率的复核： 熔化部窑池大碹股跨比的确定：大型窑为1 7.5~ 1 8，中小型窑为 1 8~ 1 9。 大碹的厚度确定： 熔化部胸墙的高度和厚度的确定： 熔化部胸墙的高度：由燃料的种类、喷嘴的安装方式确定。平板池窑：烧煤气时，为0.8 ~ 0.9m； 烧油时，为1.5 ~ 2.0m。 熔化部胸墙的厚度：450 ~ 500mm； 熔化部火焰空间的高度和宽度的确定： 火焰空间的宽度：比窑池宽400 ~ 500mm；
玻 璃 熔 制 组别：第二组 组长：黄忠伦 组员：孙印持、黄忠伦、张彬、何洋、赖世飞、朱子寒
“玻璃熔制”课程任务 一、任务目的： 400t/d浮法玻璃熔窑熔制制度的确定 二、主要内容： １、确定玻璃熔制过程的温度-黏度曲线； ２、确定玻璃熔制的各种熔制制度； ３、分析熔制制度对玻璃质量的影响； 三、基本要求： １、玻璃熔制制度应符合实际生产情况要求，便于组织生产； ２、熔制制度参数选择合理、先进； ３、熟悉玻璃熔制制度对玻璃质量的影响； ４、提交一份打印的任务说明书及电子文档； 5、提交本小组各成员的成绩表（100分制）；
（一）黏度与温度的关系 1.由于结构特性的不同，玻璃熔体与晶体的黏度随温度的变化趋势有显著的差别。晶体在高于熔点时，黏度变化很小，当到达凝固点时，由于熔融态转变晶态的缘故，黏度呈直线上升。玻璃的黏度则随温度下降而增大，从玻璃液到固态，玻璃的黏度是连续变化的，其间没有数值上的突变。 （1）应变点：应力能在几小时内消除的温度，大致相当于粘度为1013.6Pa·s时的温度，也称退火下限温度。（2）转变点（Tg）：相当于粘度为1012.4Pa·s时的温度。高于此点脆性消失，并开始出现塑性变形，物理性能开始迅速变化。 （3）退火点：应力能几分钟内消除的温度，大致相当于粘度为1012Pa·S时的温度，也称退火上限温度。（4）变形点：相当于粘度为1010-1011Pa·S时的温度范围。（5）、软化温度（Ts）：它与玻璃的密度和表面张力有关，相当于黏度为3×106~1.5×107Pa·s的温度范围。对于密度约等于2.5的玻璃它相当于粘度为106.6Pa·S时的温度。（6）操作范围：相当于成型玻璃表面的温度范围。T上限指准备成型的温度，相当于粘度为102-103Pa·S时的温度；T下限相当于成型时能保持制品形状的温度，相当于粘度>105Pa·S时的温度。操作范围的粘度一般为103-106.6Pa·S
玻璃窑炉设计技术研究与探讨 第一章单元窑 用来制造E玻璃和生产玻璃纤维的窑炉，通常采用一种称为单元窑的窑型。它是一种窑池狭长，用横穿炉膛的火焰燃烧和使用金属换热器预热助燃空气的窑炉。通过设在两侧胸墙的多对燃烧器，使燃烧火焰与玻璃生产流正交，而燃烧产物改变方向后与玻璃流逆向运动。因此在单元窑内的玻璃熔化、澄清行程长，比其它窑型在窑内停留时间长，适合熔制难熔和质量要求高的玻璃。单元窑采用复合式燃烧器，该燃烧器将雾化燃料与预热空气同时从燃烧器喷出，经烧嘴砖进入窑炉内燃烧。雾化燃料处在燃烧器中心，助燃空气从四周包围雾化燃料，能达到较好的混合。所以与采用蓄热室小炉的窑型相比，燃料在燃烧过程中更容易获得助燃空气。当空气过剩系数为1.05时能完全燃烧，通过调节燃料与助燃空气接触位置即可方便地控制火焰长度。由于使用多对燃烧器，分别调节各自的助燃风和燃料量，则可以使全窑内纵向温度分布和炉内气氛满足玻璃熔化与澄清的要求，这也是马蹄焰窑所无法达到的。单元窑运行中没有换火操作，窑内温度、气氛及窑压的分布始终能保持稳定，这对熔制高质量玻璃有利。现代单元窑都配置有池底鼓泡，窑温、窑压、液面及燃烧气氛实行自动控制等系统，保证了难熔的E玻璃在较高熔化率下能获取用于直接拉制玻璃纤维的优质玻璃液。所以迄今在国际上单元窑始终是E玻璃池窑拉丝的首选窑型。 单元窑与其它窑型相比的不足之处是能耗相对较高。这是因为单元窑的长宽比较大，窑炉外围散热面积也大，散热损失相对较高。采用金属换热器预热助燃空气的优点是不用换火，缺点是空气预热温度，受金属材料抗氧化、抗高温蠕变性能的制约，一般设计金属换热器的出口空气温度为650—850。大多数单元窑热效率在15%以内，但如能对换热器后的废气余热再予利用，其热效率还可进一步提高。
第二章结构设计 2.1熔化部设计 2.1.1熔化率K值确定 瓶罐玻璃池窑设计K值在2.2—2.6t/m2.d为宜。熔化率取的过小，窑炉不节能，取得过大，熔化操作困难，或是达不到设计容量，本次取2.5t/（m2·d）。理由如下： 目前国外燃油瓶罐玻璃窑炉熔化率均在2.2以上，而我国却在2.0左右，偏低的原因： （1）整个池窑缺少有助于强化熔融的配套设计。 （2）操作管理，设备，材料等使得窑后期生产条件恶化。 由于这些影响熔化能力的因素，现在瓶罐玻璃K值偏小。在全面改进窑炉结构和有关附属设备后，根据国内耐火材料配套情况和玻璃原料量与制备情况。采取了K=2.5 t/（m2·d）。 2.1.2熔化池设计 （1）确定来了熔化率K值：熔化部面积 100/2.5=40m2。 （2）熔化池的长、宽、深：L×B×H=8000mm×5000mm×1200mm 本设计取长宽比值为1.6。 长宽比确定后，在具体确定窑池长度时，要保证玻璃液充分熔化和澄清，并考虑到砖窑材料的质量以及燃烧火焰的情况，一般要求火焰转向点在窑长的2/3处。窑长应≥4m 。 在确定窑池宽度时，应考虑到火焰的扩展范围，此范围取决于小炉宽度、中墙宽度（两个小炉的间距，小炉的间距，既要便于热修，又不要降低火焰的覆盖面积，一般小炉之间的通道宽度取0.9~1.2 m ）。窑池宽度约为2~7m。 长宽选定后，当然具体尺寸还要按照池底排砖情况（最好是直缝排砖）作出适量调整，池底一般厚为200~300m。具体的池底排列会在后面设计的选材方面进行说明。这里先不做细讲。 综上，本次选用L=8m ，B=5m。 窑池深度一般根据经验确定。池深一般在900—1200mm为宜。池深不仅影响
玻璃窑炉设计及先进经验技术引用第一章单元窑 第一节单元窑的结构设计 一、单元窑熔化面积的确定 二、熔池长、宽、深的确定 三、池底鼓泡位置的确定 四、窑池结构设计 五、火焰空间结构设计 六、烟道 七、通路结构设计 第二节耐火材料的选用及砌筑 一、单元窑选用的主要耐火材料 二、窑炉的砌筑技术 第三节单元窑的附属设备 一、投料机 二、鼓泡器 三、燃烧系统 四、金属换热器 第四节助熔易燃技术的应用 一、辅助电熔在单元窑上的应用 二、纯氧助燃技术的应用
第五节窑炉的启动和投产 一、投产准备 二、燃料准备 三、熟料准备 四、制定窑炉升温曲线五、采用热风烤窑技术 六、点火烤窑注意事项 七、投产 第二章玻璃球窑 第一节窑炉的结构 一、球窑的种类 二、马蹄焰球窑结构设计 三、球窑砖结构和耐火材料 第二节窑炉的熔制 一、玻璃球的熔制 二、玻璃球的成型 三、玻璃球的退火 四、玻璃球生产工艺规程 第三章全电熔玻璃窑 第一节全电熔玻璃窑概述 一、全电熔窑的优缺点 二、全电熔窑的分类 三、全电熔窑一览
四、熔制特性及对配合料要求 五、电熔窑是防止环境污染有力措施 六、玻璃全电熔窑的技术经济分析 第二节全电熔窑的结构设计 一、全电熔窑的形状 二、全电熔玻璃窑炉的加料 三、供电电源和电极连接第四章电助熔技术第一节火焰池窑电助熔的意义 一、池窑电助熔的优缺点 二、电助熔加热的技术分析 第二节电助熔池窑设计和操作 一、熔窑内电极布置和功率配置 二、熔加热功率的计算 第三节电助熔池窑的实例 一、生产硼硅酸盐BL电助熔池窑 二、生产有色BL的电助池窑 三、生产平板BI的电助熔池窑 第五章供料道的电加热 第一节供料道电加热概述 一、供料道工作原理及其加热现状 二、供料道电加热的优越性 三、供料道电加热分类
浮法玻璃熔窑的结构 浮法玻璃熔窑和其他平板玻璃熔窑相比，结构上没有太大的区别，属浅池横焰池窑，但从规模上说，浮法玻璃熔窑的规模要大得多，目前世界上浮法玻璃熔窑日熔化量最高可达到1100t以上（通常用1000t/d表示）。浮法玻璃熔窑和其他平板玻璃熔窑虽有不同，但它们的结构有共同之处。浮法玻璃熔窑的结构主要包括：投料系统、熔制系统、热源供给系统、废气余热利用系统、排烟供气系统等。图1-1为浮法玻璃熔窑平面图，图1-2为其立面图。 一投料池 投料池位于熔窑的起端，是一个突出于窑池外面的和窑池相通的矩形小池。投料口包括投料池和上部挡墙（前脸墙）两部分，配合料从投料口投入窑内。 1.投料池的尺寸 图1-1 浮法玻璃熔窑平面图 1-投料口；2-熔化部；3-小炉；4-冷却部；5-流料口；6-蓄热室 图1-2 浮法玻璃熔窑立面图 1-小炉口；2-蓄热室；3-格子体；4-底烟道；5-联通烟道；6-支烟道；7-燃油喷嘴
投料是熔制过程中的重要工艺环节之一，它关系到配合料的熔化速度、熔化区的热点位置、泡界限的稳定，最终会影响到产品的质量和产量。由于浮法玻璃熔窑的熔化量较大，采用横焰池窑，其投料池设置在熔化池的前端。投料池的尺寸随着熔化池的尺寸、配合料状态、投料方式以及投料机的数量。配合料状态有粉状、颗粒状和浆状（目前一般使用粉状）；投料方式由选用的投料机而确定，有螺旋式、垄式、辊筒式、往复式、裹入式、电磁振动式和斜毯式等。（目前多采用垄式投料机和斜毯式投料机）。 （1）采用垄式投料机的投料池尺寸采用垄式投料机的投料池宽度取决于选用投料机的台数，投料池的长度可根据工艺布置情况和前脸墙的结构要求来确定。 （2）采用斜毯式投料机的投料池尺寸斜毯式投料机目前在市场上已达到了普遍使用，它的投料方式与垄式投料机相似，只是投料面比垄式投料机要宽得多，因此其投料池的尺寸在设计上与采用垄式投料机的投料池尺寸没有太大的区别，仍然决定于熔化池的宽度和投料面的要求。 随着玻璃熔化技术的成熟和熔化工艺的更新，浮法玻璃熔窑投料池的宽度越来越大。因为配合料吸收的热量与其覆盖面积是成正比的，投料池越宽，配合料的覆盖面积越大，越有利于提高热效率和节能，有利于提高熔化率。因此，目前在大型浮法玻璃熔窑的设计中，均采用投料池与熔化池等宽和准等宽的模式。随着投料池宽度的不断增大，大型斜毯式投料机也应运而生，熔化池和投料池宽度均在11m的熔窑，采用两台斜毯式投料机即可满足生产和技术要求。 二熔化部 浮法玻璃熔窑的熔化部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。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；下部池窑由池
第二篇全电熔玻璃窑 6 全电熔玻璃窑概述 (1) 6.1全电熔窑的优缺点 (1) 6.1.1全电熔窑的优点 (1) 6.1.2全电熔窑的缺点 (1) 6.2全电熔窑的分类 (3) 6.2.1热顶电熔窑 (3) 6.2.2半冷顶电熔窑 (4) 6.2.3冷顶电熔窑 (5) 6.2.4含有高挥发性组份的玻璃电熔窑 (5) 6.2.5熔化深色玻璃的电熔窑 (6) 6.2.6小型电熔窑 (7) 6.2.7中型和大型熔窑 (7) 6.3 全电熔窑一览 (7) 6.3.1Gornelius电熔窑 (7) 6.3.2 Souchon-Neuvesel窑 (11) 6.3.3 Borel窑 (12) 6.3.4 W. Konig窑 (15) 6.3.5 Grebenshtchirkov窑 (16) 6.3.6 Penberthy窑 (17) 6.3.7双室电熔窑 (19) 6.3.8铅晶质玻璃电熔窑（T型窑） (25)
6.3.9六角形竖井式电熔窑（德国SORG公司设计的VSM电熔窑） (27) 6.3.10“波歇”(Pochet)窑 (28) 6.4全电熔窑的熔制特性及其对配合料的要求 (28) 6.4.1电熔窑中的液流情况 6.4.2配合料的制配 6.4.3配合料的化学反应 6.5 玻璃电熔窑是玻璃厂防止环境污染的有力举措 (30) 6.5.1全电熔窑的熔化反应降低了有毒气体(如SO2、NO X)的排放量 (31) 6.5.2降低有害的挥发性玻璃组份 (32) 6.5.3降低挥发到空气中的尘粒 (32) 6.5.4降低了窑炉周围的操作温度 (32) 6.5.5降低了燥音 (32) 6.6玻璃全电熔窑的技术经济分析 (33) 6.6.1粉尘或废气净化设备 (33) 6.6.2能源消耗和热效率 (34) 6.6.3基建投资 (35) 6.6.4节约的挥发性原料 (36) 6.6.5全电熔窑的技术经济分析实例 (36) 7 全电熔窑的结构设计 (38) 7.1全电熔窑的形状 (38) 7.2全电熔玻璃窑炉的加料 (41) 7.2.1垄式加料机 (42)
浮法玻璃熔窑卡脖深层水包的使用 浮法玻璃熔窑卡脖水包深浅的使用与玻璃熔窑设计有关，深层水 包一般使用在平底、浅池、小冷却部窑炉，使用不同深度的水包，会改变玻璃液对流，对流的改变，玻璃质量和能耗也会发生相应 的改变，控制好深层水包的深度对玻璃生产有着重大的意义。 卡脖水包是玻璃液分隔设备，在我国浮法熔窑上应用极其广泛。其作用:一 是阻挡熔化部未熔化好的粉料浮渣或者不能熔化的难熔物进入冷却部，参与成型，提高玻璃的产质量;二是调节玻璃液进入冷却部的流量和降低玻璃液的温度。 一、池窑内玻璃液流的对流 1、由于窑体的散热，造成池窑内玻璃液产生温度差，而玻璃液的密度与温 度成反比，温度差必然造成密度差，窑池内各部位存在不同密度玻璃液的情况下，形成表层玻璃液由高温向低温侧流动，低温玻璃液由深层向高温侧流动现象，玻璃液的温度梯度越大，其对流越激烈。 2、投料推力,配合料在投入玻璃熔窑以后，靠投料机的推力把配合料由投 料口向熔窑中部推，自然配合料会带动料层下的表层玻璃液向前移动。 3、玻璃液出口，成型拉引造成的液面低洼，产生的表面流动。 玻璃液在窑内的流动图 由热点到投料口的对流我们称为环流一。 热点到卡脖的对流我们称为环流二。 热点到冷却部、流道的对流我们称为环流三。 卡脖水包的深浅直接控制者进入冷却部的供回流玻璃液量，水包插入越深，进入冷却部的供回流玻璃液越少，冷却部降温速度越快。
卡脖水包对熔化的影响，应考虑以下两点，一是熔化能耗。二是玻璃的熔化、澄清。 二、卡脖开度对玻璃熔化能耗、澄清、均化的影响 1、能耗:卡脖水包加深后，减少冷却部的供回流量，冷却部回流量减少， 熔化所需要加热的低温玻璃液减少，熔化池玻璃液整体温度升高，熔化速度加快，玻璃液澄清温度升高，能耗降低。但另一方面讲，进入冷却部的热玻璃液 量少了，降温速度加快，而流道的温度是一定，必须满足成型的要求，这就需 要提高末对小炉温度，来满足成型需要，增加能耗。一个窑炉上采用不同深度 的水包，水包插入深度由浅逐渐加深，其能耗变化是从能耗高逐渐降低，到达 最低点后又逐渐升高，它是一个抛物线形式的变化曲线。 2、玻璃液的澄清: 玻璃的澄清，在卡脖开度减少的情况下，成型流玻璃液进入冷却部的玻璃 液量减少，冷却部回流量减少，熔化部玻璃液整体温度上升，玻璃液在高温时 澄清排泡能力增加，有利于玻璃液的高温澄清。而玻璃液澄清过程应分为两部分，一是玻璃液的高温排泡澄清;二是玻璃液在冷却过程中的残余气泡吸收，冷却微泡吸收澄清。 减少卡脖开度，玻璃液高温澄清效果明显转好，但卡脖开度的改变，势必 改变了玻璃液的冷却温度曲线，冷却曲线的改变对微泡的吸收有着较大的影响，总的澄清效果应进行多方面的测试，试验得出良好的澄清效果。 正常的玻璃液冷却温度曲线应均匀稳定，无突变的曲线，如下图: 如果温度缩小卡脖开度，即增加卡脖插入深度，其玻璃液温度曲线会在卡 脖处产生一个温度剧变点，如下图，从而改变玻璃液冷却过程中的微泡吸收的 热历史，使微泡难以被玻璃液吸收，存在于成品中影响玻璃质量。 玻璃液在卡脖处产生一个剧烈降温段，在此处，玻璃液中气体微泡中的二 氧化硫气体会与玻璃中的钠离子重新结合，以液态形式附着在气泡内壁上，阻 止微泡被玻璃液吸收。