浮法玻璃池窑毕业设计
第1章绪论
1.1 本设计的意义、目的及设计任务
浮法玻璃池窑是浮法玻璃生产的重要热工设备，设计合理与否直接关系到浮法玻璃的质量等级。我国许多的池窑工作者积累了大量的宝贵经验并且吸取国外一些先进的设计理念将之应用到池窑设计当中，取得了很大的进步，但在浮法玻璃池窑的寿命、玻璃质量能耗等技术指标方面与先进的浮法玻璃池窑仍然还有一定的差距。因此，本设计可以让学生很好的了解浮法玻璃池窑的结构及各部分工作原理，使学生对浮法玻璃池窑生产工艺流程有一个全面的了解。同时，可以培养学生严谨的工作作风和求真务实的科学态度，弄清浮法玻璃池窑工艺制度的设计方法，进一步培养学生独立思考、综合运用已学理论知识及其它途径分析和解决实际问题的工作能力、锻炼学生理论结合实际的能力、制图和看图的能力、设计和科研的能力。
本设计要求设计日产600吨平板玻璃工厂浮法玻璃池窑结构。需要依次进行玻璃成分设计，配料计算、浮法总工艺计算；玻璃工厂储库、堆场及堆棚设计计算；玻璃池窑结构设计计算；绘制池窑结构图及耐火材料排布图；绘制全厂总平面布置图。
1.2 目前国内外浮法玻璃发展状况
1、国外浮法玻璃发展状况
自1959年2月，英国Pilkington玻璃兄弟有限公司宣布浮法工艺成功以来，浮法玻璃技术得到了迅速推广。截止2001年末，世界各地区已建成投产的浮法玻璃生产线约280条，其中亚洲约130条，欧洲79条，北美洲56条，南美洲10条，非洲和大洋洲5条，280条浮法线日熔化总能力约为13万吨，年生产能力可达3600万吨以上[1]。其中，西欧占27%，约894万吨；东欧占5%，约165万吨；北美占23%，约761万吨；中国占30.8%，约1020万吨（2.04亿重量箱）；日本占11%，约364万吨；非洲及中东地区占3%，约99万吨[2]。截至2003年底，全世界已有36个国家和地区（不包括中国内地）
建成了140多条浮法玻璃生产线，总产量达到3亿吨左右，并占到平板玻璃总量的80%以上。截至2010年，世界浮法玻璃生产利用效率已经高达94%，库存约小于6%，其中市场消耗优质浮法玻璃已经超过了10亿重量箱以上。目前，国外一些大公司掌握了较为先进的玻璃制造技术，可以生产出0.5~25mm之间各种厚度不等的浮法玻璃，其玻璃熔窑拉引规模也在150~1000t/d之间不等。
当今玻璃与玻璃加工业国际市场被五大玻璃公司所垄断，五大公司玻璃生产能力约占世界总量的61%，其中日本旭硝子公司占18%，英国皮尔金顿公司占12%，美国PPG 公司占11%，法国圣哥班公司占11%，美国家迪安公司占9%。其中，日本旭硝子公司和法国圣哥班集团公司凭借其综合实力已经跻身世界500强，特别是日本旭硝子公司是单靠玻璃生产进入500强的，其拥有37条浮法玻璃生产线，资产达157.8亿美元，年销售额67亿美元。
2、国内浮法玻璃发展状况
1981年“中国洛阳浮法”玻璃生产工艺的诞生，使中国玻璃工业进入了一个快速发展时期。浮法玻璃技术的推广，使一批采用“洛阳浮法”技术的浮法玻璃生产线陆续建成。
截至2003年底，我国已成为世界上生产规模最大的平板玻璃生产国，拥有浮法玻璃生产线98条，其中具有我国自主知识产权的“洛阳浮法”技术的生产线多达80余条，日拉引量为300~700吨，原板厚度1.1~25mm多个品种，总生产能力达到1065万吨/年（2.13亿重量箱/年）。截至2005年年底，我国浮法玻璃生产线达到了146条，产量达到3.06亿重量箱，占平板玻璃总产量的76.7%[3]。截至2006年年底，我国已建成浮法玻璃生产线162条，其中全部或主要采用中国浮法技术的生产线达135条，占中国浮法玻璃生产线数量的83%。2006年平板玻璃总产量达4.54亿重量箱，浮法玻璃占81.87%，其中优质浮法玻璃产量占20%以上[4]。到2007年，我国浮法玻璃生产行业的生产能力为4.4亿重量箱。
2009年上半年，我国浮法玻璃又新增了8条生产线，3158万重量箱产能，到2009年末，我国日熔化能力500t以上熔窑占浮法玻璃纵容化能力的75.4%，600t以上占54.48%，700t以上占28.83%。600t以上熔窑占浮法玻璃总熔化能力比重首次超过50%，成为我国浮法玻璃主力窑型。浮法玻璃生产线规模结构的提高，提高了我国浮法玻璃生产的能源利用效率，降低了污染物和二氧化碳排放水平。从产能上看，700t以上36条的能力占28.83%，600~620t的42条能力占25.65%，500~550t的40条能力占20.92%，
400~480t的38条能力占16.51%，400t以下26条能力占8.08%[6]。
2010年我国平板玻璃总产量达7.07亿重量箱，约占全球总产量的50%以上。在建的浮法玻璃生产线中有日熔化能力200t甚至不足200t的熔窑用于生产光伏玻璃或彩色玻璃。截止2011年，全国共有242条浮法玻璃生产线。
1.3 本设计指导思想
本设计要求学生能够贯彻和执行有关的方针政策，积极采用合理可靠的先进技术，提高产品质量，增加产量。在高温、粉尘、重力等方面，尽量改善操作条件。在设计中应留有适当的发展余地。在广泛收集国内外有关详尽资料的基础上，作出合理可靠的、正确的、先进的设计。
第2章配料计算
2.1 原料的选择与成分设计
2.1.1 原料的选择
工业生产用玻璃的原料，根据它们的用量和生产工艺及制品的作用可分为主要原料和辅助原料。其中，主要原料主要有石英砂、硅砂、砂岩、白云石、硼镁石、菱镁矿、石灰石、长石、叶蜡石、高岭土、纯碱、芒硝等[7]。但每个玻璃工厂根据自己工厂产品、成本、地域等的不同而选择不用的原料。
本设计选用的原料主要有砂岩、白云石、石灰石、纯碱、芒硝、长石及煤粉。各原料化学组成见表2-1。
表2-1 原料化学组成单位：%（质量分数）
2.1.2 燃料的选择
燃料的种类有很多，按状态不同，可以分为气态、液态、固态燃料；按来源不同，可以分为天然燃料和人造燃料；按化学成分不同，可以分为重油、煤气、天然气、煤炭等燃料。玻璃工厂将会考虑工厂成本、地域、运输、燃料品质等多方面的因素而选择最适合自己工厂的燃料。
本设计选用的燃料为重油，其化学成分见表2-2。
表2-2 重油化学成分单位：%（质量分数）
2.1.3 玻璃成分的设计
玻璃成分的设计因满足以下要求：
（1）玻璃化学组成必须在玻璃形成区内；
（2）玻璃性质必须达到要求的指标；
（3）玻璃化学组成必须符合环境保护要求；
（4）玻璃化学组成设计满足工艺性能要求；
（5）原料能大量供应，质量稳定，成本低廉。
综合以上要求，本设计设计的玻璃化学成分见表2-3。
表2-3 玻璃化学成分单位：%（质量分数）
2.2配料计算
2.2.1 配料的工艺参数选择
本次设计选取的配料工艺参数主要有以下一些数据：
纯碱挥散率：1.5% 芒硝含率：3.0%
碳粉含率：4.2% 玻璃获得率：82.5% 碎玻璃掺入量：20% 配合料含水量：4%
计算基础：100kg 玻璃液 计算精度：0.01
2.2.2 配料计算
1、纯碱和芒硝用量计算
设芒硝引入量为x kg ，根据芒硝含率得下式：
x 0.4147
=3.0%14.2
?
得到： x =1.03k 则由芒硝引入的各氧化物的量见表2-4。
表2-4 芒硝引入的各氧化物的量
单位：质量份
14.2-0.43
=
=23.77kg 0.5794
纯碱用量
2、煤粉用量
设煤粉用量为x kg ，根据碳粉含率得：
x 0.8712
=4.2%1.030.9503
??
得 x =0.05k 3、砂岩与长石用量计算
设砂岩用量为x kg ，长石用量为y kg ，则：
0.9876x+0.66y=72.6-0.01=72.590.0056x+0.195y=0.9-0.003=0.897
得 x=71.81kg y=2.53kg
可知由砂岩与长石引入的各氧化物的量见表2-5。
表2-5 由砂岩与长石引入的各氧化物的量单位：质量份
4、白云石与石灰石用量计算
设白云石用量为x kg，石灰石用量为y kg，则：
0.3157x+0.554y=8.2-0.005-0.10=8.095
0.2047x+0.002y=3.6-0.004-0.01=3.586
得x=17.47k g y
则由白云石与石灰石引入的各氧化物的量见表2-6。
表2-6 由白云石与石灰石引入的各氧化物的量单位：质量份
5、校正纯碱用量与挥散量
设纯碱用量为x kg，挥散量为y kg，长石引入的K2O也归入纯碱，则：
0.5794x=14.2-0.43-0.14-0.21-0.14=13.28
得x=22.92k
y
=0.015
22.92+y
得y=0.35k
6、校正砂岩与长石用量
设砂岩用量为x kg，长石用量为y kg，则有：
0.9876x+0.66y=72.6-0.01-0.12-0.01=72.460.0056x+0.195y=0.9-0.003-0.03=0.867
得 x =71.78k g y 7、原料用量
将上述计算结果汇总成原料用量表，最终原料用量结果见表2-7。
表2-7 原料用量
单位：质量份
8、玻璃获得率的计算
100
=
100%=82.89%120.64
玻璃获得率
9、换料单的计算
已知：碎玻璃掺入量为20%，各种原料含水量见表2-7，配合料含水量为4%，混合
机容量为2000kg干基。
则有如下计算：
2000kg干基中砂岩的干基用量为：
[]
2000-200020%0.595=952kg
??
952
砂岩的湿基用量
==966.5kg
1-0.015根据设计要求配合料的含水量为4%，则有：
2000-400
=1666.67kg
1-4%
1666.67-1627.10=39.57kg 因此，混合时应另加水39.57kg
第3章浮法总工艺计算
3.1 总工艺计算目的
浮法总工艺计算是玻璃工厂生产不可缺少的部分，它关系到玻璃工厂的生产能否持续进行。为了保证玻璃生产能够持续不断的进行生产，则需要了解玻璃工厂每天、每月、每年各种原料的用量，从而保证玻璃工厂能够储存足够生产的原料。同时，总工艺计算也关系到储库、堆场及堆棚的设计，储库、堆场及堆棚的大小、形式等的设计需要事先了解工厂各种原料的用量才能进行。因此，工厂设计就需要玻璃工厂进行总工艺计算，即产量计算。
3.2 浮法总工艺计算
1、总工艺计算依据：
1）原板宽度：4m
2）综合成品率：80%
3）碎玻璃损失率：0.5%
4）年工作日：340d
5）玻璃规格：见表3-1
表3-1 玻璃规格
6）工厂储存定额：见表3-2
表3-2 工厂储存定额
7）拉引速度：
玻璃拉引速度可由以下公式计算：
24Q V B δρ
=
[8]
式中， Q ─玻璃日产量，t/d ；
B ─原板宽，m ；
δ─玻璃板厚度，m ；
ρ─玻璃密度，t/m 3，浮法玻璃密度取2.5。
根据上述公式可计算各个规格玻璃的拉引速度： 对3mm ： 13
600
833m/h 244310 2.5
V -==???? 取840m/h 对5mm ： 23600
500m/h 244510 2.5
V -==????
对8mm ： 33
600
313m/h 244810 2.5
V -=
=???? 取320m/h 则本设计玻璃拉引速度汇总见表3-3。
表3-3 玻璃拉引速度
8）重量箱折算系数：重量箱折算系数见表3-4
表3-4 重量箱折算系数
2、玻璃成品产量计算
成品任务： 玻璃品种 百分率（%）
年产重箱 年产平方米 3mm 70 224万 14933333.3 5mm 15 48万 1920000 8mm
15
48万
1200000
完成各种产品所需要的生产天数： 3mm
14933333.3840=231.48d
÷???（2440.8）
工作日比例：0.7008
5mm 1920000500=50d ÷???（2440.8） 工作日比例：0.1514 8mm
1200000320=48.83d ÷???（2440.8）
工作日比例：0.1478 合计 330.31d
100%
因为330.31<340，所以能完成任务。 各种厚度玻璃全年平均生产天数： 3mm 3400.7008=238d ? 5mm 3400.1514=51d ?
8mm 3400.1478=50d ?
计算产量： 3mm 22382484040.8=15353856m /a ???? 折合2303078.4重箱 5mm 2512450040.8=1958400m /a ???? 折合489600重箱 8mm
2502432040.8=1228800m /a ???? 折合491520重箱
产量汇总见表3-5。
表3-5 产量汇总
3、玻璃液熔化需要量
因为各种厚度玻璃日熔化量相同，则：
产品碎玻璃量：600-=t/
?（10.8）120
因为碎玻璃损失率为0.5%，所以
碎玻璃回窑量：120-=t/
）119.4
?（10.005
由配合料熔成玻璃液量：600-119.4=480.6t/d
4、各原料用量
配合料日用量：480.60.8289=579
÷
则各种原料用量见表3-6。
表3-6 各种原料用量
第4章 储库、堆场及堆棚设计
4.1 块状原料的储存
块状物料的储存设施主要有露天堆场、防雨堆棚、吊车库等。采用何种储存设施主要取决于工厂的规模、工厂机械自动化的水平、投资额的大小、物料的质量及对环境保护的要求等等。
采用露天堆场储存物料具有储存量大、投资省的优点；缺点是占地面积大、分堆码垛管理不善时会引起混料，如遇雨雪季节时，物料水分不易控制，劳动强度大。
堆棚储存物料主要用于南方多雨地区，为使物料水分易于控制，才使用堆棚。其建筑费用低，有利于控制水分，露天堆场的大部分缺点它也都存在。
吊车库储存物料具有取运物料方便灵活，存放物料容易，物料储存时可以免遭雨雪影响，机械化程度高，节省占地面积。其缺点是库的有效容积利用率较低、造价高、有一定的扬尘、在抓运的过程中会因为抓斗漏料而引起少量混料、各车间的工艺布置受到它的制约。
目前，国内已建成的大中型玻璃厂大多数采用露天堆场与吊车库相配合储存块状物料，中小型玻璃厂则采用露天堆场配合防雨堆棚。
本设计采用吊车库储存块状原料，堆棚储存粉状物料。
4.2 块状原料储存设施设计
4.2.1 砂岩、白云石、石灰石及长石吊车库设计
堆场、堆棚及吊车库的面积计算公式如下：
Q S H C ρ
=
[8]
式中：Q —要求的堆积量，t ；
H —堆积高度，m ；
C —堆积系数，一般C =0.6~0.7（铲斗车或汽车运输）；
ρ—物料堆积密度，t/m 3。
各原料的堆积高度均取3m ，宽度取30m ，每种原料均分成3堆堆放，则每堆宽度10m ，堆积系数均取0.7，则各原料的堆积面积计算如下：
1、砂岩
砂岩的堆积密度为1.7t/m 3，每日砂岩用量为350.33t/d ，砂岩储存期为60d ，则砂岩的堆积面积为：
260350.33
=5887.90m 30.7 1.7
???
则砂岩的堆积长度为196.26m 。 2、白云石
白云石的堆积密度为1.5t/m 3，每日白云石用量为84.21t/d ，白云石储存期为60d ，则白云石的堆积面积为：
26084.21
=1604m 30.7 1.5
???
则白云石的堆积长度为53.47m 。 3、石灰石
石灰石的堆积密度为1.4t/m 3，每日石灰石用量为22.84t/d ，石灰石储存期为60d ，则石灰石的堆积面积为；
26022.84
=466.12m 30.7 1.4
???
则石灰石的堆积长度为15.54m 。 4、长石
长石的堆积密度为1.6t/m 3，每日长石用量为11.65t/d ，长石储存期为60d ，则长石的堆积面积为：
26011.65
=208.04m 30.7 1.6
???
则长石的堆积长度为6.93m 。 4.2.2 吊车库总面积及高度
1、吊车库总面积
吊车检修处的长度取6m ，则吊车库总长度为：
196.26+53.47+15.54+6.93+6=278.2m
吊车库的卸车线设在库外，吊车库专用线外侧预留宽度为3.2m ，专用线宽度为2.8m ，卸车坑宽度为2.5m ，则吊车库的总宽度为38.5m 。
因此，可计算出吊车库的总面积为： 278.238.5=1071? 2、吊车库高度
吊车库的高度可根据以下公式确定：
()3123410H H H H H -=+++?[9]
式中：H —吊车库高度，m ；
1H —吊车库最高部位至顶承重结构底部平面的高度，mm ； 2H —吊车高部位至抓斗底面的高度，mm ； 3H —吊车抓斗升到最高点时，其底面的高度，mm ；
4H —设计地面至承料顶面的高度，依原料车间工艺布置要求而定。
对起重量5t 的吊车，1H 要≥100mm ，一般在200~300mm 之间，2H 一般为5708mm ，
3H 一般在300~500mm ，4H 根据设计的堆料高度确定。本设计取1H =200mm ，2H =5700mm ，3H =300mm ，4H =4500mm 。
则可计算吊车库高度为：
()-3=200+5700+300+450010=10.7m H ?
4.3 粉状原料储存设施设计
4.3.1 纯碱、芒硝库的设计
纯碱、芒硝库堆存面积计算公式如下：
n Q S q C
=
[9]
式中：S ─纯碱或芒硝堆存面积，m 2；
n ─储存期即堆存天数，d ；
Q ─每天用量，t/d ；
C ─通道系数（利用系数），一般取C =0.6； q ─单位面积物料堆存量，t/m 2。
其中： 11q H C ρ= [9] 式中：H ─堆积高度，m ，一般取3m ；
1C ─堆积系数，一般取0.8；
1ρ─物料容积密度，t/m 3。
1、纯碱库：纯碱容积密度0.6 t/m 3，堆积系数0.8，堆积高度3m ，仓库利用率0.6，则纯碱库每平方米堆存定额为：
20.60.80.630.9t/m ???=
又纯碱储存期为30d ，纯碱日用量为115.30t/d ，通道系数为0.6，则纯碱库堆存面积为：
230115.30
=6405.56m 0.90.6
??
2、芒硝库：芒硝容积密度1.1 t/m 3，堆积系数0.8，堆积高度3m ，仓库利用率0.6，则芒硝库每平方米堆存定额为：
21.10.80.63=1.58t/m ???
又芒硝储存期为60d ，芒硝日用量为5.15t/d ，通道系数为0.6，则芒硝库堆存面积为：
260 5.15
=325.95m 1.580.6
??
纯碱、芒硝库总长度取150m ，则可知其总宽度为44.88m ，纯碱库的长度为142.73m ，芒硝库的长度为7.27m 。
纯碱、芒硝库的高度按堆积高度和人的站立高度之和，一般取为：3+2=5m ，则纯碱、芒硝库的高度取5m 。
纯碱、芒硝库要求地面防潮，此处采用防潮水泥地面，库内要有良好的通风条件。 4.3.2 煤粉库的设计
煤粉容积密度0.5t/m 3，堆积系数0.8，堆积高度3m ，仓库利用率0.6，则煤粉库每平方米堆存定额为：
20.50.830.6=0.72t/m ???
又煤粉储存期为60d ，煤粉日用量为0.23t/d ，通道系数为0.6，则煤粉库堆存面积为：
2600.23
=31.94m 0.720.6
??
煤粉库的长度与宽度取相同的值为5.65m 。
煤粉库高度取值原则与纯碱、芒硝库高度取值原则相同，则煤粉库高度为5m 。 4.3.3 粉库的设计
粉库是储存各种玻璃原料经过破碎筛分加工成的合格粉料的设施，合格粉料储存在粉库中以备配料称量使用，也可以防止破碎筛分机械出现故障而中断生产。粉库的排列方式可以分为塔库与排库两种排列形式。本设计的粉库采用排库的形式，其具有布置形式简单，施工操作方便等特点。
粉库粉料存量一般按用量最大的原料存满一库可使用1.5~2d 为根据进行设计粉库的尺寸。芒硝、煤粉库比其他库缩短1m ，以保证在下面能安装芒硝煤粉混合机。
本设计用量最大的原料为砂岩，其每日用量为350.33t/d ，按存满一库可使用1.5d 为根据进行计算，可知一库可以存放525.50t 砂岩。同时，查得砂岩粉料的堆积密度在1.2~3.0t/m 3之间，取1.8t/m 3。
则可计算出粉库的体积为：
3525.50
291.94m 1.8
V =
= 暂且只考虑粉库圆筒体部分，粉库的高度与直径之比一般在1~2.5之间，此处取高径比为2，则可计算出粉库圆筒体部分的高度与直径分别为11.42m 、5.71m 。
圆锥体部分出口直径取1m ，休止角取55°，则可根据上述所得数据算出锥体部分高度为3.36m ，则粉库整体高度为14.78m 。
因为芒硝、煤粉库比其他库短1m ，则芒硝、煤粉库高度为13.78m ，其他尺寸与其他粉库相同。
4.4 成品库
4.4.1 储存天数
玻璃成品的储存期确定要考虑诸多因素，首先，要考虑工厂玻璃池窑的每日产量要求，产量大时储存期可短些，产量小时储存期可长些；其次，要考虑质量检验的要求，成品的储存期必须满足物料、成品质量检验或调整均化所需的时间；此外，还需要考虑生产工艺线数目、工厂规模、工厂生产管理水平和质量控制水平及装卸机械化程度等因素的影响。
本设计综合考虑各种因素后，选择成品的储存期为15d 。 4.4.2 成品库面积
玻璃成品是按箱堆放，并且每个箱不能重叠堆放，只能平行堆放。每箱的面积为10m 2，由总工艺部分可算出3mm 厚的产品日产64512m 2，5mm 厚的产品日产38400m 2，8mm 厚的产品日产24576m 2，则所有厚度的产品日产127479m 2。则可计算出成品库的面积为12747.9m 2。
设计成品库的宽度为50m ，则可计算出成品库长度为254.96m 。
4.5 油库和碎玻璃堆场设计
1、油库
重油的储存采用圆柱形筒体储存，重油库高径比取值为2，重油容重为0.97t/m 3，每日重油的用量为47t ，重油的储存期设计为30d ，则重油库的体积为：
34730
=1453.61m 0.97
V ?=
根据重油库的高径比可计算出重油库的高度与直径分别为19.5m 、9.75m 。 2、碎玻璃堆场
碎玻璃堆积高度取3m ，堆积系数取0.7，堆积密度为2.5t/m 3，每日产生碎玻璃的量为120t/d ，碎玻璃储存期设为15d ，则碎玻璃的堆积面积为：
215120
=342.86m 30.7 2.5
???
设计碎玻璃堆场的宽度与长度相同，则可计算出其长、宽为18.52m 。
4.6 玻璃液存放坑
当玻璃池窑停产或者检修时，则需要将玻璃液放出来在存放于玻璃液存放坑中，因此，玻璃液存放坑的设计布置是玻璃工厂中必不可少的设施。
本设计日产玻璃液为600吨，但池窑中还存在没有熔化或熔化不完全的原料，因此，玻璃液存放坑的尺寸要适当放大，本设计取玻璃液存放坑的高度为5m ，其长度和宽度均取20m 。
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
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。
浮法玻璃熔制技术 1、浮法玻璃熔制技术工艺流程 浮法玻璃的熔制过程是将合格的配合料经过高温加热形成均匀、纯净、透明并符合成型要求的玻璃液的过程，是浮法玻璃制造过程中的主要过程之一。熔制速度和熔制的合理性对玻璃的产量、质量、合格率、生产成本、燃料消耗和池窑寿命等影响很大。 浮法玻璃熔制技术工艺流程示意图： 2、玻璃熔制工艺原理 浮法玻璃的熔制过程是一个很复杂的过程，包括一系列的物理、化学、物理化学反应，而这些反应的进行与玻璃的产量和质量有密切关系。各种不同配合料在熔制过程中发生的反应见下表： 各种不同配合料在熔制过程中发生的反应
根据熔制过程中的不同特点，从加热配合料到最终成为符合成型要求玻璃液的过程，可分为五个阶段，即硅酸盐形成阶段、玻璃液形成阶段、玻璃液澄清阶段、玻璃液均化阶段和玻璃液冷却阶段。直观地，也可分为配合料堆的反应烧结阶段；硅酸盐形成及其熔化物熔化阶段，主要是残余石英砂溶解于已形成的硅酸盐中；澄清消除气泡阶段，主要是降低各种气体在玻璃液中的过饱和程度；逐渐冷却至成型温度阶段。 （1）硅酸盐形成阶段配合料入窑后，在800～1000℃温度范围发生一系列物理的、化学的和物理-化学的反应，如粉料受热、水分蒸发、盐类分解、多晶转变、组分熔化以及石英砂与其他组分之间进行的固相反应。这个阶段结束时，大部分气态产物从配合料中逸出,配合料最后变成由硅酸盐和二氧化硅组成的不透明烧结物。硅酸盐形成速度取决于配合料性质和加料方式。 （2）玻璃形成阶段当温度升到1200℃时，烧结物中的低共熔物开始熔化，出现了一些熔融体，同时硅酸盐与未反应的石英砂粒
反应，相互熔解。伴随着温度的继续升高，硅酸盐和石英砂粒完全熔解于熔融体中，成为含大量可见气泡、条纹、在温度上和化学成分上不够均匀的透明的玻璃液。 在浮法玻璃生产过程中，硅酸盐形成阶段与玻璃形成阶段之间没有明显的界限，即在硅酸盐阶段尚未结束时，玻璃液形成阶段已经开始，并且硅酸盐形成进行得极为迅速，而玻璃液形成却很缓慢。这是由于在实际生产中，配合料被直接投入到1300℃左右的投料池中,硅酸盐形成极快（约3～5min ），而玻璃液的形成必须等待石英砂粒的完全熔解。因此要划分这两个阶段很困难，所以生产上把这两个阶段视作一个阶段，称为配合料熔化阶段。 （3）玻璃液澄清阶段随着温度继续升高，达到1400～1500℃时，玻璃液的粘度约为10Pa·s ，玻璃液在形成阶段存在的可见气泡和溶解气体，由于温度升高，体积增大，玻璃液粘度降低而大量逸出，直到气泡全部排出。 （4）玻璃液均化阶段当玻璃液长时间处于高温下，由于对流、扩散、溶解等作用，玻璃液中的条纹逐渐消除，化学组成和温度逐渐趋向均一。此阶段结束时的温度略低于澄清温度。 玻璃液的均化过程早在玻璃液形成阶段时已开始，然而主要的还是在澄清后期进行。它与澄清过程混在一起，没有明显的界限，可以看作一面澄清，一面均化，且澄清加速了均化的进程，均化的结束在澄清之后，并一直延续到冷却阶段。此外，搅拌是提高均匀性的一个很好的方法。
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
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；
浮法玻璃基础知识汇总 浮法玻璃是我国上世纪70年代末，由洛阳玻璃厂率先引进英国皇家浮法玻璃生产线。 它是在锡槽里，玻璃浮在锡液的表面上出来的。因此，这种玻璃首先是平度好，没有水波纹。用于制镜、汽车玻璃。不发脸，不走形，这是它的一大优点。其次是浮法玻璃选用的矿石石英砂，原料好。生产出来的玻璃纯净、透明度好。明亮、无色。没有玻璃疔，气泡之类。第三是结构紧密、重，手感平滑，同样厚度每平方米比平板比重大，好切割，不易破损。全国30多条生产线都严格按照国家标准生产，这种玻璃是民用建筑的最好玻璃。它的价格，同等厚度相比，仅比平板玻璃每平方米高4元左右。 生产工艺: 浮法玻璃生产的成型过程是在通入保护气体（N2及H2）的锡槽中完成的。熔融玻璃从池窑中连续流入并漂浮在相对密度大的锡液表面上，在重力和表面张力的作用下，玻璃液在锡液面上铺开、摊平、形成上下表面平整、硬化、冷却后被引上过渡辊台。辊台的辊子转动，把玻璃带拉出锡槽进入退火窑，经退火、切裁，就得到平板玻璃产品。浮法与其他成型方法比较，其优点是：适合于高效率制造优质平板玻璃，如没有波筋、厚度均匀、上下表面平整、互相平行；生产线的规模不受成形方法的限制，单位产品的能耗低；成品利用率高；易于科学化管理和实现全线机械化、自动化，劳动生产率高；连续作业周期可长达几年，有利于稳定地生产；可为在线生产一些新品种提供适合条件，如电浮法反射玻璃、退火时喷涂膜玻璃、冷端表面处理等。 普通平板玻璃与浮法玻璃有什么不同 A:普通平板玻璃与浮法玻璃都是平板玻璃。只是生产工艺、品质上不同。 普通平板玻璃是用石英砂岩粉、硅砂、钾化石、纯碱、芒硝等原料，按一定比例配制，经熔窑高温熔融，通过垂直引上法或平拉法、压延法生产出来的透明五色的平板玻璃。普通平板
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
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
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
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
第1章绪论 1.1 本设计的意义、目的及设计任务 浮法玻璃池窑是浮法玻璃生产的重要热工设备，设计合理与否直接关系到浮法玻璃的质量等级。我国许多的池窑工作者积累了大量的宝贵经验并且吸取国外一些先进的设计理念将之应用到池窑设计当中，取得了很大的进步，但在浮法玻璃池窑的寿命、玻璃质量能耗等技术指标方面与先进的浮法玻璃池窑仍然还有一定的差距。因此，本设计可以让学生很好的了解浮法玻璃池窑的结构及各部分工作原理，使学生对浮法玻璃池窑生产工艺流程有一个全面的了解。同时，可以培养学生严谨的工作作风和求真务实的科学态度，弄清浮法玻璃池窑工艺制度的设计方法，进一步培养学生独立思考、综合运用已学理论知识及其它途径分析和解决实际问题的工作能力、锻炼学生理论结合实际的能力、制图和看图的能力、设计和科研的能力。 本设计要求设计日产600吨平板玻璃工厂浮法玻璃池窑结构。需要依次进行玻璃成分设计，配料计算、浮法总工艺计算；玻璃工厂储库、堆场及堆棚设计计算；玻璃池窑结构设计计算；绘制池窑结构图及耐火材料排布图；绘制全厂总平面布置图。 1.2 目前国内外浮法玻璃发展状况 1、国外浮法玻璃发展状况 自1959年2月，英国Pilkington玻璃兄弟有限公司宣布浮法工艺成功以来，浮法玻璃技术得到了迅速推广。截止2001年末，世界各地区已建成投产的浮法玻璃生产线约280条，其中亚洲约130条，欧洲79条，北美洲56条，南美洲10条，非洲和大洋洲5条，280条浮法线日熔化总能力约为13万吨，年生产能力可达3600万吨以上[1]。其中，西欧占27%，约894万吨；东欧占5%，约165万吨；北美占23%，约761万吨；中国占30.8%，约1020万吨（2.04亿重量箱）；日本占11%，约364万吨；非洲及中东地区占3%，约99万吨[2]。截至2003年底，全世界已有36个国家和地区（不包括中国内地）建成了140多条浮法玻璃生产线，总产量达到3亿吨左右，并占到平板玻璃总量的80%以上。截至2010年，世界浮法玻璃生产利用效率已经高达94%，库存约小于6%，其中市场消耗优质浮法玻璃已经超过了10亿重量箱以上。目前，国外一些大公司掌握了较为先进的玻璃制造技术，可以生产出0.5~25mm之间各种厚度不等的浮法玻璃，其玻璃
浮法玻璃成型技术 1、浮法玻璃成型的定义 浮法玻璃成型工艺过程为熔化、澄清、冷却的优质玻璃液在调节闸板的控制下经流道平稳连续地流入锡槽，在锡槽中漂浮在熔融锡液表面，在自身重力的作用下摊平、在表面张力作用下抛光、在主传动拉引力作用下向前漂浮，通过挡边轮控制玻璃带的中心偏移，在拉边机的作用下实现玻璃带的展薄或积厚并冷却、固型等过程，成为优于磨光玻璃的高质量的平板玻璃。 玻璃液在前进的过程中经历了在锡液面上的摊开、达到平衡厚度、自然抛光以及拉薄或积厚四个过程。 浮法玻璃的成型设备因为是盛满熔融锡液的槽形容器而被称作 锡槽，它是浮法玻璃成型工艺的核心，被看作为浮法玻璃生产过程的三大热工设备之一。 2、浮法玻璃成型工艺过程 池窑中熔化好的玻璃液，在1100℃左右的温度下，沿流道流入 锡槽，由于玻璃的密度只有锡液密度的1/ 3 左右，因而漂浮在锡液面上，完成玻璃的平整化过程，然后逐渐降温，在外力的作用下冷却成板。玻璃带冷却到600～620℃时，被过渡辊台抬起，在输送辊道牵引力作用下，离开锡槽，进入退火窑，消除应力，再经质量检测，纵横切割，装箱入库。为了防止锡液在高温下的氧化，通常通入弱还原性的保护气体，以提高玻璃质量。 玻璃带成型时的作用力有两种，即表面张力和自身重力，前者阻
止玻璃液无限摊开，对玻璃表面的光洁度影响极大；后者则促使玻璃液摊开。当表面张力与自身重力平衡时，漂浮在锡液面上的玻璃带就获得自然厚度。 3、浮法玻璃成型工艺因素 对浮法玻璃成型起决定作用的因素有玻璃的粘度、表面张力和自身的重力。在这3 个因素中，粘度主要起定型的作用，表面张力主要起抛光的作用，重力则主要起摊平作用。但是三者对摊平、抛光和展薄都有一定作用，这三者结合才能很好的进行浮法玻璃的生产。 玻璃液刚流入锡槽时，处于自身重力和液-液-气三相系统表面张力的作用下。随着玻璃液的不断流入，在自身重力影响下，玻璃液沿锡液表面摊开，并在锡液面上形成了玻璃液的流体静压，作为玻璃带成型的源流。在1025℃左右的温度范围内，在自身重力和表面张力的作用下，玻璃液以自然厚度（7mm 左右）向四周流动摊开，此过程称为玻璃的摊平过程。 在玻璃的摊平过程中，主要涉及玻璃液的平整化，亦即摊得平不平，这是生产优质浮法玻璃之关键。生产实践证明，欲得到平整的玻璃带，必须具备下述条件。 （1）适于平整化的均匀的温度场。玻璃液在锡液面上摊平必须有适于平整化的温度范围。适于浮法玻璃自身摊平的温度范围为1065～996℃。只有在此范围内，才能使玻璃带摊得厚度均匀、表面平整。 （2）足够的摊平时间。玻璃的平整化除必须有一定的温度范围，以达到一定的表面张力外，还必须具备足够的摊平时间，以保证表面
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。
玻璃浮法熔窑毕业设计开题报告 毕业设计(论文)开题报告 系(部): 材料科学与工程 2012年3月9日课题名称日产600吨天然气浮法熔窑及锡槽初步设计—普通玻璃 毕业设计 B080106 学生姓名丁博专业班级课题类型 指导教师陈文娟职称副教授课题来源教学 1. 综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 1.1选题背景 自1959年2月，英国Pilkington玻璃兄弟有限公司宣布浮法工艺成功以来，浮法玻璃技术得到迅速推广。2010年世界浮法玻璃生产利用率高达94%，库存约小于6%，其中市场消耗优质浮法玻璃已经超过了10亿重量箱以上。目前，国外一些大公司掌握了较为先进的玻璃制造技术，可以生产出0.5,25mm之间各种厚度的浮法玻璃，其玻璃熔窑拉引规模也在150,1000t/d之间不等。 1981年中国“洛阳浮法”诞生，从此我国玻璃工业进入了一个快速发展时期。浮法玻璃技术被迅速推广，一批采用“洛阳浮法”技术的浮法玻璃生产线陆续建成，目前我国已成为世界上生产规模最大的平板玻璃生产国。截止2011年，全国共有242条浮法玻璃生产线，2010年平板玻璃总产量达7.07亿重量箱，约占全球总产量的50%以上。 由于玻璃产量日益扩大，再加上玻璃多元化的发展，玻璃的价格越来越低，质量方面也要求越来越高。我国玻璃厂技术水平不高，产品比较单一，质量普遍不高，在市场上处于不利的位置。因此，我们迫切需要提高自己的技术水平，扩大规模，完善管理制度，向多元化高质量方面发展。
在平板玻璃原片制造技术上，目前国际上还没有新的更好的方法能取代浮法成型工艺，但浮法技术如超薄技术、在线镀膜技术、一窑多线技术仍需继续提高和完善。 本设计主要是针对浮法玻璃熔窑及锡槽方面进行的，综合目前国内外的先进技术，对600万吨浮法玻璃熔窑及锡槽部分进行设计。 1.2选题的目的及意义 了解浮法玻璃熔窑及锡槽的结构，对浮法玻璃的熔窑及锡槽工艺有一个全面的了解。培养学生严谨的工作作风和求实努力的科学态度，弄清浮法玻璃熔窑及锡槽工艺制度的设计方法，进一步培养学生独立思考、综合运用已学理论知识及其它途径分析和解决实际问题的工作能力、锻炼学生理论结合实际的能力、看图和制图的能力、设计和科研的能力，提高学生的工厂设计能力。 1.3选题的可行性在校期间，本人已经系统的学习了浮法玻璃工艺，硅酸盐热工基础及其设备等相关专业课程，还参加过玻璃厂参观实习的实践课程，将理论与实践很好的结合，对玻璃生产工艺有了直观的认识和了解，这些都为本科设计奠定了良好的理论和实践基础。此外学校也为我们提供了良好的设计环境。 国内外的浮法玻璃工艺技术经过半个多世纪的发展已日益成熟，熔窑及锡槽的结构更加合理和稳定。洛阳作为我国浮法玻璃工艺技术的诞生地也为本次设计提供了更好的条件和环境。同时国家的节能减排及产业结构调整政策也给我们的设计提出更高的要求。 2. 研究的基本内容，拟解决的主要问题 2.1设计的主要内容 1参考国内同类产品的组成，确定玻璃的组成; 2选择原料，并进行料方计算; 3对浮法玻璃熔窑及锡槽工艺做整体的了解;
目录 目录...........................................................................................................................................I （一）原始资料 .. (1) 1.产品:机制啤酒瓶 (1) 2.出料量： (1) 3.玻璃成分（设计）（%）： (1) 4.料方及原料组成 (1) 5.碎玻璃数量： (1) 6.配合料水分： (1) 7.玻璃熔化温度： (1) 8.工作部玻璃液平均温度： (1) 9.重油。 (1) 10.雾化介质： (1) 11.喷嘴砖孔吸入的空气量： (1) 12.助燃空气预热温度： (1) 13.空气过剩系数α： (1) 14.火焰空间表面温度： (1) 15.窑体外表面平均温度（℃） (1) 16.熔化池玻璃液温度（℃） (1) 17.熔化部窑顶处压力： (1) 18.窑总体简图见图。 (1) (二)玻璃形成过程耗热量计算 (1) 1.生成硅酸盐耗热（以1公斤湿粉料计，单位是千卡/公斤） (1) 2.配合料用量计算 (1) 3.玻璃形成过程的热平衡（以1公斤玻璃液计，单位是千卡/公斤，从0℃算起） (1) (四)熔化部面积计算 (1) 1.各尺寸的确定 (1) 2.确定火焰空间尺寸： (1) 3.熔化带火焰空间容积与面积计算 (1) 4.火焰气体黑度（ε气）计算 (1) 5.火焰温度计算 (1) （五）燃料消耗量及窑热效率计算 (1) 1.理论燃料消耗量计算： (1) （1）熔化部收入的热量 (1) （2）熔化部支出的热量 (1) 2.近似燃料消耗计算 (1)