CN104761121A - 玻璃液浸没电加热熔制法 - Google Patents
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Abstract
一种玻璃液浸没电加热熔制法,其技术特征是:将特制的电加热管浸入玻璃液中,为玻璃液加温;并使玻璃液面上的原料熔化、玻璃液均化,从而熔制出可用于成型的合格玻璃液。
Description
技术领域
玻璃熔化工艺。
背景技术
玻璃液的熔制是玻璃制造工艺中最重要、最核心的工艺。它的优劣对于绿色环保、节能减排以及玻璃的制造质量和成本的高低,有着举足轻重的作用。
目前,用燃料连续熔制玻璃液均采用表面加热的方法。它有着几个难以克服的缺点:一是热效率较低,其热损耗约占总热耗量的70%~80%,每公斤玻璃液热耗在1800千卡以上;二是熔化率较低,一般在1.5吨/平方米·日以下;三是熔化池燃烧空间的燃气温度高、流速大,对窑炉耐火材料侵蚀较快,降低了窑炉使用寿命。为了省能源和降低成本并提高窑炉使用寿命,国内外都在探索更有效的加热方法代替表面加热,例如浸没燃烧和电极加热。
迄今为止,所谓浸没燃烧是将气态燃料燃烧器浸没在玻璃液中,燃烧的废气以高温高速直接喷入熔池玻璃液中,搅动着玻璃液,并将大部分热量传给玻璃液和配合料,使玻璃料迅速熔化。
这种方法不仅使燃烧气体的热量被玻璃液充分吸收,热损失小,熔化率高,节能效果十分显著(国外介绍浸没燃烧方法的熔化率可达9~10吨/平方米·日,每公斤玻璃液热耗在1000~1300千卡)。而且由于高温气体翻腾,对玻璃液起搅拌作用,使池内的玻璃液更均匀。又由于离开玻璃液的废气温度基本和熔池中表面玻璃液的温度相同,因而降低了熔窑空间的温度,延长了窑炉的使用寿命。
浸没燃烧方法有许多优点,因此包括中国在内的美、日、法、俄等国都先后进行了深入的研究和试验,但到目前为止均未在大规模工业应用上获得成功。
其原因在于,这种传统浸没燃烧的方法有着难以解决的问题: 1、澄清问题:在向玻璃液中喷入燃气和空气混合物时(燃烧产物),喷嘴的作业条件比较困难,只有混合气体耗量大大超过用空气或蒸汽鼓抱时,熔制才会正常进行。由于玻璃液的激烈鼓泡翻腾,使玻璃液呈泡沫状,自身的微小气体夹杂物显著增多,因此,使玻璃液澄清很困难。2、燃料问题:在熔体中吸留或夹杂的灰泡成分主要是未参加反应的不活泼气体,也就是燃料燃烧过程中释放出的氮,如:用天然气一空气混合气体的浸没燃烧喷嘴所产生的燃烧产物中,含氮量超过70%,而一般的燃烧方法则允许在燃烧产物中的含氮量不超过30%,对于平板玻璃,则最好不超过10%(重量)。因此,这也是气体夹杂物多的主要原因。用纯氧燃烧工艺可有效解决上述两个问题,但带来的问题是,火焰温度过高,喷嘴蚀损过快,又无法补偿或更换。 3、燃烧器问题:由于燃烧器是浸没在熔体中的,其质量、安放位置以及操作控制都比以往要求严格,否则,一旦燃烧发生故障,使玻璃液进人其内固化,则不能继续使用。另外,当玻璃液达到一定深度时,喷嘴的冲力不够,火焰则不进玻璃液,而从旁边耐火材料喷出。秦皇岛玻璃研究院在试验中就遇到过这种情况。缩小喷嘴直径可解决上述问题,但又会造成燃烧热量不足的问题。4、耐火材料问题:由于玻璃液在窑内剧烈翻腾,上部结构空间会被飞溅出来的玻璃液所冲刷,一般的硅砖和铬砖适应不了这种熔窑的需要。当在池底设置多个燃烧喷嘴时,也会削弱耐火材料的强度。另外,如在熔液中燃烧天然气(为供入窑内总量的7-10%),会使热交换大大加强。过多地提高直接在熔窑中燃烧的天然气量,耐火材料受蚀严重。5、玻璃液粘度、气源压力和流量的波动,对混合气体压力和喷速的影响很大,使其难以长期恒定地保持在玻璃液中燃烧,极易造成脱火或回火现象。6、最为关键的问题是:由于受材料限制,燃烧器(尤其是喷火嘴)极易损耗、寿命较短,而且既无法补偿也难以更换。所以尽管经过长期的研究和试验,却难以投入实际应用。
而电极加热存在的问题是,加热面积有限、电极昂贵且易氧化、需先其它加热方式将玻璃熔化成液体后,才能够通电加热,增加了设备及工艺成本。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种玻璃液浸没电加热熔制法,其技术特征是:将特制的电加热管浸入玻璃液中,为玻璃液加温;并使玻璃液面上的原料熔化、玻璃液均化,从而熔制出可用于成型的合格玻璃液。
为了防止电加热管弯曲折断,可将其排列组合成排架。
为了便于更换维修,将电加热管的端头伸出池壁外。
为防止耐火导热管(3)被侵蚀,在其外侧加装一层可更换的保护管(4)。
与传统的电极加热和浸没燃烧方法相比,这种玻璃液浸没电加热熔制法的优点在于:1、熔化率高;2、成本低;3、熔窑寿命长;4、节能减排效果突出。
附图说明
图1是本发明实施例之一的电加热管断面结构图。
图2是本发明实施例之二的电加热管断面结构图。
图3是本发明实施例之三的电加热管排列立体图。
图中1.电阻加热原件,2.高温绝缘材料,3.耐火导热管,4.保护管。
具体实施方式
图1中,将电阻加热原件(1)放置在耐火导热管(3)中,并用高温绝缘材料(2)充填。上述耐火导热管(3)的材质可选用石墨、锆刚玉、α-β刚玉等;高温绝缘材料(2),可选用氧化镁材料。
图2中,将电阻加热原件(1)放置在耐火导热管(3)中,并用高温绝缘材料(2)充填。上述耐火导热管(3)的材质可选用石墨、锆刚玉、α-β刚玉等;高温绝缘材料(2),可选用氧化镁材料;在耐火导热管(3)外侧在套上一层可更换的保护管(4),当其被侵蚀到一定的程度后更换。
图3中,为了防止电加热管弯曲折断,可将其排列组合成排架。
Claims (6)
1.一种玻璃液浸没电加热熔制法,其技术特征是:将特制的电加热管浸入玻璃液中,为玻璃液加温;并使玻璃液面上的原料熔化、玻璃液均化,从而熔制出可用于成型的合格玻璃液。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃液浸没电加热熔制法,其技术特征是:所述电加热管至少由电阻加热原件(1),高温绝缘材料(2),耐火导热管(3)组成。
3.根据权利要求2所述的一种玻璃液浸没电加热熔制法,其技术特征是:上述耐火导热管(3)的材质为石墨。
4.根据权利要求1所述的一种玻璃液浸没电加热熔制法,其技术特征是:为了防止电加热管弯曲折断,将其排列组合成排架。
5.一种玻璃液浸没电加热熔制法,其技术特征是:为了便于更换维修,将电加热管的端头伸出池壁外。
6.一种玻璃液浸没电加热熔制法,其技术特征是:为防止耐火导热管(3)被侵蚀,在其外侧加装一层可更换的保护管(4)。
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PB01 | Publication | ||
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150708 |