CN1005970B - 用固体燃料或混在配合料中的燃料熔化玻璃类的原料 - Google Patents

Abstract

用煤一类的固体碳质燃料为主要能源熔化玻璃配合料之类热熔材料。在另一个实施例中，使固体或液体燃料与配合料混合投入到初始熔阶段。在可以对此种配合料的熔体再次氧化处理的下一阶段中，能够进行进一步的熔化。

Description

用固体燃料或混在配合料中的燃料熔化玻璃类的原料

本发明涉及到以煤一类的固体碳质燃料为燃料源，用于熔制玻璃的工艺或类似的熔制工艺，同时涉及到采用固态或液态燃料与玻璃原料的混合物。

为所周知，在容易得到煤的地区，同天然气、燃料油和电一类的其它传统能源相比，煤常常是最廉价的能源。因而，业已提出把煤作为熔制玻璃和类似材料的能源。属于这方面建议的一些例子可参考美国专利No.3969068与No.4006003。然而，已发现将煤用于直接加热的炉存在某些缺点，妨碍了它的广泛应用。一个主要的缺点来自煤中的灰分。当在通常用来熔制玻璃的平炉型熔炉中，以安装在高处的燃烧器烧煤时，就会有大量的灰分裹入废气流中，造成蓄热室堵塞，而且必须在废气流排放到大气中之前清除其中的灰分。某些这样的灰分则会沉积在熔化室的壁上，熔凝成一种液态矿渣，沿着熔化室的壁向下流入玻璃熔休。这样淌流的熔融矿渣对于熔炉的耐火材料起到破坏作用，而进入到玻璃熔体内的此种熔融矿渣则会使玻璃成份发生有害的变化，同时导致最终产品的不均匀性。此类矿渣相对于玻璃而言常具有高铁含量，矿渣流入熔体内能引起的讨厌的带色条纹。上面这些问题妨碍了将煤直接用作熔制燃料，特别是重视组成均一性的产品的燃料。这种情况，特别对平板玻璃，组成的变化将引起玻璃制品的光学畸变。

将煤或其它碳质燃料同玻璃原料构成混合物来使用，特别是用来熔制透明玻璃时，它的缺点是，数量足以为此熔制过程提供有效能量的碳同时也会对熔体产生还原效应，而存在于还原玻璃中的铁与硫则造成棕色着色。除此，煤本身还会给熔体带进铁和硫。透明玻璃配合料中已含有少量的粉煤（一般小于0.1%（重量）]以辅助熔制过程，然而这样少的煤量构不成明显的能源，而为量较大则又有很大的危害。即使是生产棕色的玻璃，也不应把所用的碳量考虑成有显著的燃料作用。

美国专利No.3294505披露了在配合料块与焦碳组成的床上来熔化玻璃的方法。此种方法限于供低档用的，较窄的一组低粘度的玻璃组成。此外，对于想节省配合料烧结费用的情形，上述方法也是可取的。

在1984年6月27日申请的已转让的未决美国专利申请号624879中，披露了一种以燃料油湿润玻璃配合料的工艺。在此工艺，燃料油只能为熔化过程提供所要求能量的一小部分。

在本发明中，是以煤一类含灰分的燃料作为熔化过程的有效热源，同时避免了由灰分产生的问题。由于避免了夹裹于废气中的灰分和熔炉内表面上矿渣的形成，也就避免了环境污染和熔炉损坏等问题，因此使得这种熔制工艺对于任何高温熔化过程具有吸引力。但是，由于避免了矿渣淌流入熔体，使得此种工艺对于熔化重视组成均一性的玻璃等尤其具有吸引力。采用本发明，通过使大量（固体或液体）煤与配合料混合，能为熔制提供热能的主要部分，同时能制止熔制成的产品发生永久性的还原。因此也避免了铁离子与硫化物离子对透明玻璃造成的讨厌着色现象。

本发明中，可含灰分的燃料是在使配合料开始液化的熔制阶段燃烧，使得由燃料灰分所形成的任何矿渣进入此液化的配合料中与之成为一个整体。由于这种矿渣是在熔制过程的初期阶段进入所形成的玻璃液流中，就能在此熔制过程的这一阶段和继后的几个阶段中受到均匀化的处理。

上述液化阶段的理想实施方案中造成有环绕一中心腔的倾斜式熔化面，使熔化容器中内部表面区的大部分上有熔融的玻璃原料，而灰分或矿渣即陷获在其中。加入到此倾斜表面上的配合料成为液化料而沿此倾斜面下流至出口。在继后的阶段，熔制过程可进一步进行。在上述的液化阶段，只有较少量的耐火材料同矿渣接触，也就减少了熔化池的熔蚀并使矿渣集中流入熔体。

配合料同煤或其它固体或液体燃料，最好在燃料于液化阶段燃烧时相互接触。燃料同配合料可以分别加入，但最好在加料前使燃料与配合料混合。一旦此液化区加热到燃料的着火点，即可向此燃烧区供给一种氧化剂，而最好是基本上纯净的氧，以帮助燃料继续燃烧。

在另一种实施方案中，液化阶段中可采用一种已知类型的燃烧器来燃烧煤一类的粉状固体燃料。任何裹入于气体中的灰分则被收集在环围的熔化表面上，进入已液化的配合料中而与之成为一整体。

煤中灰分的化学成分一般可与绝大多数玻璃中的成分相容，因而只要此种灰分能够彻底均匀分布于熔体内，玻璃中是可以掺有一些灰分而对其制品几乎没有或全无有害的影响。与常规方法不同，由于本发明是在一个分立的液化区中利用煤而使灰分均匀化，从而即使对于透明的平板玻璃，煤也能成为主要的能源。用本发明所能取得的其它一些优点表现在，由于煤是在整个熔制过程的一个独立阶段用作燃料的，因此需要的煤较少，因而产生的灰分也较少。除此，已然看出，分阶段熔制工艺的高效性降低了熔制玻璃中总的能量需求，也就减少了所需要的燃料。

就玻璃而论，它的熔制过程不仅涉及到热熔化配合料中的一些成分，还牵涉到化学反应、剩余固体料在熔融相中的分解以及反应的气相产物逸出。在本发明的一些优选的实施方案中，液化阶段涉及把加入的原料从粒状的固体形式转变为初始的液态形式。在该液化阶段，熔点较低组分的熔化形成了一个初始的熔融相，并实现了化学反应中的大部分，然而在第一阶段中，液体内固体料的分解与除气是不完全的。这样，可以设置第二阶段以辅助此熔制过程的这些方面。此第二阶段也可用来调节玻璃的氧化态，特别是去再次氧化可能已被还原的玻璃而得以生产出透明的玻璃。当燃料与配合料混合时，液化区中的燃料与氧化剂之间可能接触不完善，因而其中已液化的材料可以在还原态下离开第一阶段。第二阶段中可以包括某些措施来再次氧化熔体，例如采用富氧火焰进行浸没式燃烧和/或用鼓泡方法通过熔体输入氧化剂（最好是氧）。

本发明中新式的燃料安排方式可提供全部燃料源，也可作为传统热源的补充。由此种新的安排方式为液化阶段提供的热能占了其中所需总能量的很大一部分，也就是说大于既有工艺中，包括把碳质材料作为助熔剂、着色剂与粘合剂所提供量的总和。可以确信，在既有工艺中把碳质材料用于熔化池中，而其数量多达相当于所需能量的5%是极罕见的。为了经济上的理由，本发明提出的这种使用燃料的新方法应最大限度地加以利用，使之能为液化阶段提供所需的大部分能量，有时是全部所需的能量。

本发明还可取得其它一些环境上的优点，上述分阶段的方式使之能用氧代替空气助燃。这就消除或减少了燃烧气体中的氮量，从而减少产生的氧化氮（NO_X）量。采用氧助燃时显著地减少了废气体积，因而也就降低了气体速度，结果也就较少地夹带出粒状配合料。氮的消除还产生了较高的火焰温度。应用十分纯净的氧来取代所有的助燃空气虽可使上述优点最大限度地实现，然而这些优点只能够按照氧浓度超过空气中氧浓度的程度部分地实现。

另一个环境上的优点是，有可能消除通常与燃烧煤一类含硫燃料有关的含硫排放物。燃烧气体与配合料（特别是含石灰石一类成分的玻璃配合料）的接触，可以除去此种气体流中的氧化硫。

本发明的另一优点是能用来熔制组成范围很广的一类玻璃料或类似材料，包括钠钙硅玻璃一类粘度较高的玻璃。这就能用来熔制，例如平板玻璃、瓶罐玻璃、纤维玻璃以及钠硅酸盐玻璃等。这对于不要求粒化配合料的情形也是有利的。

从所附的图及下面的说明中可更全面地理解本发明。

图中给出了本发明的一个优选的实施例，其中包括一台旋转的第一阶段的液化室和一个采用浸没式燃烧和氧鼓泡的第二阶段室。

本发明将参照一个业已证明特别适合采用本发明的一种玻璃熔制作业为例子，作出详细说明。但应理解到，本发明亦适合其它类似材料的熔制，特别适合用来将矿物型的材料转变为熔融态。其它例子包括：玻璃状材料和陶瓷材料的熔化，玻璃熟料的熔化，以及矿物的熔炼。

图中给出的具体的优选实施例包括一液化段10和一澄清段11。第一阶段的液化是按照库恩克耳（Kunkle）等的美国专利No.4381934以及它们在1984年10月16日申请的美国专利申请编号No.661267中的说明进行的，有关内容并于此处作为参考。此种液化工序的特征是，通过一个高出最终熔融料面且适合盛纳配合料的倾斜式熔化表面，使此熔体能作为此倾斜表面的一个薄层，而在液化时迅速从其上排出。此种液化段在其最简形式中可以取一种坡道式的结构，配合料就加到它的上面。图中所示的液化段10是库恩克耳等说明中优选的一个实施例，其中的倾斜表面大体上环围着一中心腔，而熔化室则围绕一大致垂直的轴旋转。这样的环形配置总的说来为本发明提供了一些特殊的优点，同时提高了熔制过程的效率，但应认识到，本发明从其多方面的优越性来看，并不局限于上述环形的液化装置。

使这道液化工序同熔制工艺中的其它工序分开就能提供一个环境，使燃料中的大部分（基本上是全部）灰分能掺入产品材料中，而无损于产品的均匀性。来自液化段的液化原料的快速流动，实质上起到一种混合效应，并在继后的各阶段中能较好地促进液化配合料与矿渣的进一步地均匀化。此外，由于熔化是在一较薄的层内发生，与配合料混合的燃料就易让氧气进入，而使燃烧较为完全。

本发明分段熔化方式的优点是，通过使每个阶段中的条件最优化，满足该段中工序的特殊需要，就能使熔制过程各个阶段所用能量发挥更大的效益。而由于以配合料环围住了加热区并把此配合料或与之相当的物质作为此液化区的隔热层，还能进一步提高热效率。由于这种分段方法提高了总的能量效率，还由于液化区中熔化仅仅耗用了所需总能量的一部分，已然发现，此液化阶段中所用燃料量大大低于传统熔制工艺中的燃料消耗量。于是，对此液化段供应的全部燃料可以用较少量的煤来解决，而产生的灰分则可迅速地均化于产生的熔体中，不会对成品的物理化学性质带来有害影响。

能够利用煤是本发明的一个优点，因为煤在某些地区来源丰富且价格较低。但是本发明也有可以利用其它固体或液体碳质燃料的优点，例如可以使用燃料油、焦炭屑、石油焦、泥炭、褐煤、油页岩、锯末、甘蔗渣与废纸。这类燃料可以同煤一样在把配合料投入到液化段之前与之混合，以在燃烧的燃料与配合料之间取得紧密接触的优点。燃料油之类的石油液体产物还有湿润配合料的优点，得以抑制粉尘形成和粉尘裹入于废气流中。由于分段式的方法和液化阶段对能量的需求量低，从而可将此液化段所需的全部能量的绝大部分与配合料混合，而不会对玻璃熔体有不适当的还原作用。任何所发生的不适当的还原作用都将在继后的澄清阶段迅速清除。当采用煤或其它固体的含有灰分的燃料时，即使不与配合料混合而利用传统形式的粉状燃料燃烧器在液化室中燃烧时，本发明也会带来优于既有工艺的优点。此时要求用氧助燃，以产生液化时所需的高温。

参考附图，液化段10包括一个可由钢筒构成的大致呈圆柱形的熔化室12。熔化室12支承在一圆形框架14上，而后者又安装成可以绕一根与此熔化室的中心线或对称轴相应的大致垂直的轴，在多个支承辊16与准直辊18之上旋转。此熔化室的底部20托住一个限定一中心排料口24的与轴线对准的环形套22。此环形套22可用多个陶瓷件构成，而底部20则以可拆开的方式安装到熔化室12的其余部分上，以便简化环形套20的更换工作。

通过环绕框架件28的方式，稳定地支承起一个最好取上拱形的耐火顶26。顶26上至少可设一个得以经此至少通入一根供应冷却气体导管30的开口。此供气导管30可以组成一台燃烧器，或仅仅是一根导管用来供应氧气或氧化剂，以对加入到氧化室中的燃料进行助燃。开始时，用喷灯、电弧或等离子火炬，来将液化区空腔内的温度提高到所用燃料的燃点。如果燃料是与配合料一起加入，则在已达到着火温度后可用此导管30为熔化池供给氧气等。有时，除了由与配合料混合的燃料提供能量外，还可用传统的燃烧器或其它热源来为第一阶段的液化供应一部分热。导管30可以位于图中示出的中心位置以为整个的空腔供氧，也可按一定的角度或偏离中心的位置将氧和/或燃料输送至正熔化的料层上。

可以设置一通过顶26的孔32和一烟囱34，将废气排出熔化室12。此废气则可经过除尘装置或通向废热回收装置。最好让废气与加入的配合料接触来除尘和回收废热。也可用含有碳酸盐的配合料混合物来除去废气中的氧化硫。这样一种包括有一台预热配合料用回转窖在内的装置例，在亨利小德马勒斯特（Henry M.Demarest）于1983年7月25日申请的美国专利申请编号516817中给出，其中所披露的内容合并在本说明书中作为参考。如图所示，孔32也可用来将配合料添加到液化段中，为此目的可设置一加料槽36。在料槽36的端部可配置一可调档板38，用来使配合料流到熔化室12的侧壁上。

熔化室12的内部最好用一层稳定的粉料40衬里。此稳定层起防护熔化室免受其内部热的影响的隔热衬里作用。对于用在要求避免产品材料受污染的情形，此衬里层40的组成最好基本上与配合料的组成一致。在熔制作业开始之前，当熔化室12转动时，通过加料槽32来加入配合料一类的松散粉料，使在熔化室中形成稳定的衬里40。此粘散的粉料大致取图中所示的抛物线形轮廓。例如在形成稳定衬里层的初始阶段，粉料可以用水湿润，以便它易于沿着熔化室的侧壁粘附。当此衬里层40包含配合料时，就不需要包括在操作中可与此配合料混合的燃料组分。根据对特定工艺方法提出的要求，衬里材料和所流过的材料间的其它细小差别是可以允许的。在熔制过程中，连续地将配合料加到液化段10中的结果，会形成一股下降的配合料流，而分布到稳定衬里层40的表面上，同时由于熔化室12中燃烧热的作用，遂液化成遍及此熔化室底部且通过环形套22中心口24的过渡层42。已液化的原料44即从第一段10落入第二段11中作进一步处理。这样，液化配合料的初始工序就能有效地进行，这是因为原料一旦液体化后就能立即从热源的邻区移开，而继续为新加入的配合料所补充，由此保持高的温差，因此在熔化室中也就有高的传热速率。恒定地补充以较冷的新鲜配合料，加上此隔热衬里层的配合，就能在不用强制冷却的条件下保持此液化室的结构完整。

衬里40所用的材料起到了隔热作用，理想的情况是还能用作过渡熔化层42无污染的接触面，而最好是使此稳定的衬里层还包括有配合料中的一种或多种组分。用作此种衬里的材料要求有较低的导热率，以便使这一衬里层所用的厚度在实际上是可行的，同时不必要对熔化室的外部采取不经济的强制冷却。一般地说，粒状或粉状的矿物源原料能有良好的隔热作用，然而在某些情形下，也可采用熔制工艺的中间产品或产物来作为无污染的稳定层。例如在某种玻璃熔制过程中，可用粉状的碎玻璃料（废玻璃）来构成稳定层，不过由于这种玻璃的导热率高于配合料，故需要采用较厚的层。另一方面，冶金工艺中采用金属制品作为此种稳定层时，为了对熔炼炉进行隔热，势必采用大得不适当的厚度，然而某些矿物材料则可满意地用作隔热层。

上述的液化段的优选实施例要求该衬里层能围绕中央腔旋转，但应认识到，本发明是可以用于衬里虽然环绕加热腔设置，但不是旋转的一些实施方案中。此外，本发明也适用于衬里是斜面但不环围着加热源（例如在一种坡道上进行熔制）的实施例。属于这类变化的例子在前面提到的库思克耳等人的专利及专利申请中已有叙述。

在液化段可以用空气作为氧化剂，但最好是用氧以便减小通入气体的体积。采用氧的结果能使液化段的空腔做最得很紧凑，废气流的体积较小而温度较高，这样就有助于从废气中回收热量。用氧助燃产生的强热是能够同上述优选的实施例相容的，这是由于那种环围的衬里层提供了防热和有效地传热的结果。

从经济角度考虑，煤是很理想的燃料，特别是烟煤。宾夕法尼亚典型的烟煤其热值一般为11000～15000英热量单位/磅（25.5×10⁶～34.8×10⁶焦耳/千克），而灰分为约3～9%（重量），视煤源而定。用传统的高效进行的上方加热的蓄热室熔炉，燃烧天然气或燃料油来熔制玻璃时，一般认为生产每吨玻璃的热耗至少约为6×10⁶～7×10⁶英热量单位（相当于煤生产1千克玻璃的热耗为7×10⁶～8×10⁶焦耳）。

取一种典型的宾夕法尼亚煤为例，其热值约为13800英热量单位/磅（32×10⁶焦耳/千克）而灰分约为7%（重量），在传统的玻璃熔炉中来燃烧这样一种煤来满足熔制过程中总的能量要求时，将产生出大到无法接收的灰分量。在上述的液化过程中业已知道要消耗掉约2×10⁶～约3×10⁶的英热量单位/吨（2.3×10⁶～3.5×10⁶焦耳/千克）的输入热量。在这样一个能耗水平上，只要极少量的煤就能提供这一能量的需求，因而即使对于生产用作平板玻璃的高质量级的玻璃料时，从这样数量的煤中引入熔体中的灰分是在可以接受的水平。

用于液化区中的煤量自然应取决于具体煤的热含量，后者本身又是其固定含碳量的函数。对于上述的宾夕法尼亚煤，从理论上说，添加相应于配合料重量约6%的煤，就为平板玻璃配合料液化提供了所需要的总能量。但由于氧气不可能到煤的所有部分上，燃烧是不完全的，因而在以煤为液化段所需的总能量源时，就最好应添加稍多于理论上需用的煤量。因此，在上述的例子中所添加的煤量以约相当于配合料重量的10%为宜。可以加入异于煤的其它碳质燃料，加入的量由它们的各自含热量决定。本发明还包括利用配合料中的含碳量，以提供液化段所需总能量为少的能量。此时，由配合料中的碳来提供部分能量，而其余部分则可由传统的燃料燃烧器或熔化室中的其它加热装置来供应。

同配合料混合的煤一类固体燃料最好是细碎形式的。作为例子，煤的粒度最好不超过60目（美国标准筛尺寸），业已发现，200目的煤特别适用。煤的燃点略有不同，但已知在玻璃配合料混合物中一种典型煤的燃烧，在供给纯氧的条件下，通常能在高于1100°F（590℃）的温度下保持燃烧。

下面是从按重量计25份的煤中获得的典型灰分含量：

SiO₂ Al₂O₃ Fe₂O₃ CaO Na和K

1.2 0.6 0.27 0.1 0.5，（按重量占的份数）

可以看到这样的灰分成分是能够同钠钙硅平板玻璃的组成相容的，而这样的平板玻璃可具有如下的组成：

SiO₂ Al₂O₃ Na₂O K₂O MgO CaO Fe₂O₃ SO₃

72-74 0-2 12-15 0-1 3-5 8-10 0-0.02 0.05，

（重量）%

上述这类钠钙硅玻璃在1425℃时的粘度通常最少为100p。

配合料熔化时的温度将取决于具体的配合料，特别要取决于此配合料中具有最低熔化温度的一些成分的数量及其熔化温度。对玻璃配合料说来，最普通的低温熔化成分为纯碱，它在1564°F（851℃）时熔化。实际上发现，商品平板玻璃配合料的配方的相应熔化温度要稍高一些，约从2000°F（1090℃）至约2100°F（1150℃）。在已熔化的原料从熔化段排出之前此液化段内加热，可使熔化料的温度略为升高，这样，从该液化段10流出的液化玻璃配合料一般可具有约2300°F（1260℃）级的温度，但通常不会高于2400°F（1320℃）。在熔化室中这样一个温度和很短的滞留时间，简直是无法完成控制过程所涉及到的复杂的化学物理反应。于是，液化的原料被输送到澄清段11，开始进一步的熔制作业。对玻璃来说，在澄清区中的处理通常要提高此液化原料的温度，以利于熔化剩余的砂粒并从该熔体中逐出夹裹的气体。在澄清平板玻璃液时，峰值温度约为2500°F（1370℃）至约2800°F（1510℃）的范围据认为是合宜的。另一项宜采取的作业是要在此澄清段中通过搅拌来均化熔融的原料。此外，当燃料已掺入到配合料中时，熔化段中煤的燃烧不完全会使熔融料以还原状态进入澄清段中，而这对于许多应用而言是需要加以排除的。于是，本发明中澄清段的作用即在于将一种氧化剂引入熔体中。上述的目的可由图中所示的优选实施例来实现。

进行操作搅拌的澄清段不仅非常适合来调节熔体的氧化态，还适合来添加着色剂、碎玻璃或易熔的组成修饰剂。这样就为熔制更广泛一类制品提供了很大的灵活性。

图中上述澄清段的优选实施例采用了两个室中进行浸没式燃烧的方法，单室型的澄清段对某些应用来说是足够了，但是对于平板玻璃，此优选的实施例应包括两个浸没式的燃烧室50与52，每个室分别有一个熔融料池53与54。这两个室在熔融料面的下方可配置氧气鼓泡管55与56以及水冷的燃烧器57与58。浸没式流液洞59可使玻璃液从室50流入室52。室52顶上的孔60则能允许熔融的玻璃料44从液化段10落入室50中。废气则可按相反的方向流出孔60。类似地，在室52的上方设有一个孔62来排出废气。

天然气一类燃料和最好是氧气的一种氧化剂加入到燃烧器57与58中，当这种气流进入熔融料池53与54时，就发生燃烧。另一种便于在浸没式燃烧器中使用的燃料是氢，因为它的燃烧产物是水，可以高度地溶解于熔融玻璃中。采用氧气为氧化剂的优点是，能够避免将空气中大量的氮气组分引入于玻璃熔体中，而氮是极难溶于玻璃液中的。采用未稀释的氧还有助于氧同玻璃液中已还原的物质接触。可以按超过燃料燃烧所需要的氧气量，将过量的氧化剂供给上述的燃烧器，以便改变进入澄清段的液化料的还原态。另一方面，要是进入澄清段的液化料中包含有足够量的未燃烧碳，或者要是不需去提高此熔融料的温度，则可将氧化剂单独注入熔融料池53与54中，以便仅仅起到再次氧化的作用。氧化剂可以分别地从上述两个浸没式的燃烧器引入，例如通过鼓泡管55与56。业已发现，将鼓泡器与浸没式燃烧结合使用是有利的。鼓泡器能用来将氧化剂的小泡流注入熔体中，以加大熔体与氧化剂气体的接触表面积，而浸没式燃烧则能起到强烈的搅拌作用，使氧化剂的气泡彻底混合于整个玻璃液中。浸没式燃烧还能非常有效地使玻璃液均化。

加入到澄清段的过量氧化剂，其数量应取决于所遇到的具体条件，并应取决于进入到澄清段中玻璃液的还原程度以及最终产品所要求的氧化态。搅拌的程度、澄清室的大小与结构、气态接触的有效性以及玻璃液在澄清段的带留时间，这些都是影响再次氧化的因素。为了实现符合平板玻璃标准的均匀再次氧化，业已看到，最好是在图中所示的两个顺次相接的室中进行再次氧化，这样就能够更可靠地保证使通过的玻璃液的每一部分在适当的滞留时间内部处于氧化条件之下。在玻璃中，由于存在硫化物中的硫以及铁的氧化物，还原的条件就会生成棕色的玻璃。要是需要无色透明的玻璃，就应进行再次氧化，以充分地提高一般以Fe⁺³/Fe⁺²的比值表示的着色离子的氧化态。对于标准的商品级的透明浮法玻璃，此Fe⁺³/Fe⁺²的比是在约1.5至3.0的范围，而在厚度为6mm时的透过率，对于波长为380毫微米的光至少应为70%（最好的情况是，至少为80%）。透明浮法玻璃有时也用在1000毫微米波长处，至少有60%的透过率（6mm厚）来表征。通过将氧气鼓入最初为暗棕色的玻璃液中，已使Fe⁺³/Fe⁺²的比显著地大于上述范围。经氧化使颜色由棕色到无色透明的变化是能够立即观察出的，因而易用肉眼观察来估计相应的氧化程度。尽管煤会将过量的铁带入熔体中，但通过再次氧化即得到无色透明的玻璃。但是，为了能同标准浮法玻璃的透过光谱精确匹配，则还应要求减少通常作为着色用而按精确量引入配合料的铁（一般为红粉）量。

在再次氧化室的下游处，可设置一图中所示的调节室64，其中得以补充一段滞留时间，以便让气体夹杂物从熔融料逸出，并使熔融料冷却至适合于后续处理的温度。熔融的料液可以通过一沉降式流液洞66进入调节室64。在图中所示的装置中，在室64内利用浸没的挡墙与撤渣坎墙68给熔融料流组成一添迂回的通路，使熔融液流在其中的滞流时间得到延长。处理过的熔融料可以从澄清段11经通向成形作业等处的料道70而下流，这在玻璃的情形，则可使熔融的玻璃用已知方法成形为板材、纤维或瓶罐等等。

下面给出一个具体的例子，采用图中所示的装置，以一种标准的商品级浮法玻璃配合料（但不包括芒硝或石膏一类含硫的助溶剂），混以按重量计5%至6%的煤，在每小时约15磅（6.8千克）的速率下熔化。在液化段，以煤为唯一的燃料源，进入澄清段时的此种已熔化的配合料为棕色的且有泡沫。对于该装置中的两个再次氧化室，分别配置有一个浸没式燃烧的燃烧器和一根鼓泡管。对每个这样的燃烧器每小时供给250标准立方英尺（7标准米）的氢和130标准立方英尺（3.6标准立方米）的氧。每个鼓泡器则每小时供给20标准立方英尺（0.56标准立方米）的氧。每个室中的玻璃液体积是在1至2立方英尺（0.8至0.56立方米）之间，而使玻璃液通过这两个室所增加的平均滞留时间经测定约为30分钟。第一室中的温度约为2350°F（1290℃），第二室中的温度约为2500°F（1370℃）。在室64的上部空间中设有一辅助燃烧器（未示明），用来帮助破坏泡沫。从澄清段流出的玻璃液是透明无泡的，比商品的浮法玻璃经受了更强的氧化处理。所用的配合料混合物通常生产出铁（以Fe₂O₃表示）含量约为0.11%（重量）的玻璃。但在本例中，由于煤中带入的铁，使这时生产出的玻璃有0.16%（重量）的铁。业已发现，由于煤中的硫使未经再次氧化而生产出的玻璃含有0.063%（重量）的SO₃，而经过再次氧化处理所生产出的玻璃中的SO₃量小于0.01%（重量）。

上面已经用一个最佳的实例详述了本发明，但应理解，在按照后附权利要求书限定的本发明的精神与适用范围内，任何熟悉本工艺的人显然可以作出其它的变动和改进。

Claims (18)

1、用含有灰分的燃料燃烧提供主要的能量，熔化玻璃类配合料的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

（1）将玻璃类配合料投到熔化容器内的倾斜表面上;

（2）含有灰分的燃料在此容器内燃烧。配合料被加热并且逐渐熔化，这样在配合料完全熔化之前就有一层已熔融的配合料在倾斜表面流下且从此熔化器中流出，流动的熔融材料的存在使燃料燃烧剩下的灰分被所说的熔融配合料层俘获，且与之混合，这样，通过流动熔融材料就将灰分带出所说的熔化容器;

（3）然后，在下一步骤再熔化材料进一步加热，使其完全熔融，然后再澄清玻璃类熔融材料。

2、权利要求1中所述的方法，其中的配合料是钠钙硅玻璃配合料。

3、权利要求2中所述的方法，其中的配合料配制成可以生产在1425℃的粘度至少为100泊的一种玻璃。

4、权利要求1中所述的方法，其中的燃料是在配合料加入到燃烧含灰分燃料的熔化室之前与之混合。

5、权利要求1中所述的方法，其中的配合料是在环围一中心空腔的倾斜表面上进行液化。

6、权利要求5中所述的方法，其中熔化的配合料是在还原条件下从该斜面上流下，并通过处在下游的一区域，使之在该区接受再次氧化处理。

7、权利要求1中所述的方法，其中含灰分燃料的燃烧基本上构成了熔化此配合料所需的全部能源。

8、权利要求1中所述的方法，其中的含灰分燃料是煤或者液体石油产物。

9、权利要求6中所述的方法，其中在下游区液化的配合料被集中到一个注入氧气的池中。

10、权利要求9中所述的方法，其中在下游区的池子是用浸没或燃烧方式加热。

11、权利要求5中所述的方法，其中的倾斜表面围绕着该中心空腔旋转。

12、权利要求11中所述的方法，其中的旋转是围绕一根立轴进行的。

13、权利要求10中所述的方法，其中的池子分成两个室，而液化的配合料是从一个室流至另一个室，每个室都配置有浸没式燃烧装置。

14、权利要求5中所述的方法，其中的含灰分燃料是用与中央空腔相通连的燃烧器燃烧的。

15、权利要求6中所述的方法，其中的每次氧化足以产生出一种无色透明的玻璃。

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