CN106517736A - 一种用于熔制高挥发组分玻璃的熔窑 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于熔制高挥发组分玻璃的熔窑，包括，由左向右依次分布的电熔化池、火焰澄清池和工作部；电熔化池底部设有加热电极；火焰澄清池的液面上方非第一分割吊墙和第二分割吊墙所在的两侧面上至少设有一组相对排列的燃烧喷枪，燃烧枪通过燃烧产生火焰气流吹扫玻璃液面；第一分割吊墙将电熔化池和火焰澄清池分隔开，第二分割吊墙将火焰澄清池与工作部分隔开；第一分割吊墙至少伸入液面下方50㎜以上；第二分割吊墙与工作部连接处设有分割结构，分割结构伸入玻璃液面250㎜以上；工作部上设有出料口；熔窑还包括装有配合料的布料器，布料器将配合料垂直加入电熔化池液面上方，形成冷顶覆盖料堆。

Description

一种用于熔制高挥发组分玻璃的熔窑

技术领域

本发明涉及一种玻璃熔窑，特别是涉及一种用于熔制高挥发组分玻璃的熔窑。

背景技术

我国污染形势已十分严峻，而玻璃行业中烟气的排放已成为导致我国一系列大气环境问题的重要根源之一。目前减少玻璃工业废气的排放量主要有以下两条途径：

一、通过降低和优化工艺减少熔制过程中烟气的生成量；

二、减少由于原料挥发散失导致的烟气排放量，这对于制备含有易挥发组分的玻璃来说更为有意义。

现有的玻璃熔窑大都采用重油或天然气，用空气助燃进行燃烧，因其温度高、热力型氮氧化物排放浓度很高，有研究表明，超过1500℃(玻璃熔窑碹顶砖上温度约1550-1580℃，热点处碹顶温度更是高达1590～1600℃)，温度每增加100℃，烟气反应的速率和产生量将大大增加，因此降低熔化以及澄清均化温度意义重大。

通常在玻璃熔窑中，投料池与熔化部共处同一空间，进入熔窑的配合料直接暴露在熔化部的火焰空间内，表层配合料易于被火焰吹扫。若被带入蓄热室，则可能造成格子砖堵塞，降低蓄热室热交换效率，造成能源的浪费和环境污染；若带入成型部可在玻璃制品表面形成缺陷，影响玻璃质量和产量。

对于含有易挥发组分的玻璃，在玻璃液大量形成之前是挥发散失的主要阶段，采取冷顶覆盖加料电熔化技术，可有效避免此过程易挥发组分的损失；此外，避免火焰对配合料的直接吹扫和降低配合料表层熔化温度也会减少易挥发组成的损失，还可以避免形成诸如由于表层挥发导致的结皮等质量缺陷。

现在，大型熔窑中一般采取在卡脖部位设置冷却水管的措施以挡住玻璃液面漂浮的浮渣，此种技术虽然效果理想，但对解决火焰空间的飞料问题则相对有限，同时漂浮在玻璃液表面的料堆由于窑炉操作状况的波动很容易被带入熔窑澄清区，甚至成型部，进而在玻璃板留下结石等严重质量缺陷。

现有全电熔窑基本采取底部出料，存在熔化能力较小、电力成本高、玻璃气泡含量高等问题，而现有火焰熔窑尚无法满足熔制含有易挥发组分玻璃的工艺要求，导致最终制品出现因表层挥发分散失而形成的质量缺陷。至今尚未见到适合于熔化高品质的含有易挥发组分的玻璃熔窑。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种在用于熔制高挥发组分玻璃的工艺中能够有效降低易挥发组分散失，保证玻璃设计组分稳定与玻璃产品质量，极大提高玻璃熔窑产量的熔窑。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于熔制高挥发组分玻璃的熔窑，包括，由左向右依次分布的电熔化池、火焰澄清池和工作部，所述的电熔化池、火焰澄清池、工作部内的玻璃熔液相通；

所述的火焰澄清池的液面上方非第一分割吊墙和第二分割吊墙所在的两侧面上至少设有一组相对排列的燃烧喷枪，所述的燃烧枪通过燃烧产生火焰气流吹扫玻璃液面；

所述的第一分割吊墙将电熔化池和火焰澄清池分隔开，所述的第二分割吊墙将火焰澄清池与工作部分隔开；所述的第一分割吊墙至少伸入液面下方50㎜以上；

所述的第二分割吊墙与工作部连接处设有分割结构，所述的分割结构伸入玻璃液面250㎜以上；所述的工作部上设有出料口；

所述的熔窑还包括装有配合料的布料器，所述的布料器将配合料垂直加入电熔化池液面上方，形成冷顶覆盖料堆。

优选地，在两侧燃烧枪外部设置有蓄热室。

优选地，所述的第一分隔墙或澄清区侧墙上设置有排烟孔。

优选地，所述的加热电极的电极直径不小于6cm。

优选地，所述的分割结构为卡脖水管的分隔，包括隔板，所述的隔板伸入玻璃液面250㎜以上。

优选地，所述的熔窑底部所在水平面设有凹槽，所述的凹槽深入所在位置窑炉底面以下50～200㎜。

优选地，所述的电熔化池底部设有台阶。

优选地，所述的电熔化池的侧面为向外倾斜的倾斜面。

进一步地，在火焰澄清池的澄清区安装有鼓泡器，并使用表面溢流工艺。

本发明的有益效果是：

1、由于电熔化池采取冷顶覆盖电加热熔化方式，有效避免了化料阶段易挥发分的散失和能量损耗，提高了能源利用率，降低了原料损耗和污染物的排放，此外由于电熔化池上部温度较低，因此极大的减少了窑炉建设时对耐火材料的要求，减少了窑炉建设投入。

2、由于其在电熔化池与火焰澄清池之间设有第一分隔吊墙，火焰澄清池和工作部之间设有第二分隔吊墙，两者皆深入玻璃液，使得玻璃配合料熔化时，液面以上空间各自形成独立的空间，各段工艺控制相对独立，此外由于两分隔吊墙的存在，彻底消除了配合料在熔化过程中的飞料对熔化部和工作部的影响，使的熔化过程中的浮渣等不易通过分隔吊墙，确保了玻璃液的质量。

3、由于进入火焰澄清区的是已经熔化好的玻璃液，因此避免了火焰气流对表面料层的吹扫导致的设计料方组分的波动，有效保证了玻璃的质量和工艺的稳定。此外由于在火焰澄清区比较容易调整燃料和助燃空气的比例，因此玻璃熔制气氛可方便地按照工艺要求进行调整和控制。

4、由于电熔化池和火焰澄清池的结合，有效化解了电熔化池化料能力不足和火焰熔窑无法满足生产易挥发组分玻璃工艺要求的难题。两者结合，既提高了热效率，减少了热量损失，又避免了挥发分的散失，再加上两分隔吊墙的作用，极大的提高了玻璃液的产量，保证了玻璃液的质量，同时避免了挥发分散失对工艺和环境的危害。

5、本发明中用于熔制高挥发组分玻璃的熔窑，具有通用性强的特点，还可在各种窑炉上嫁接使用，能显著提高玻璃产量和质量。尤其适用于中小型窑炉，采用前段电熔化，后段火焰澄清，以及分隔吊墙设计，既可减少飞料和浮渣对玻璃的影响，又能显著提高能源利用率和熔窑负载，达到提高玻璃的质量和产量，节约成本，增加效益之目的。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本发明一种用于熔制高挥发组分玻璃的熔窑具体实施方式的结构示意图。

图2是本发明一种用于熔制高挥发组分玻璃的熔窑具体实施方式的另一种结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本申请保护的范围。

参见图1，一种用于熔制高挥发组分玻璃的熔窑，包括，由左向右依次分布的电熔化池1、火焰澄清池2和工作部3，所述的电熔化池1、火焰澄清池2、工作部3内的玻璃熔液相通，且底面最好在同一平面上；

当然，所述的电熔化池1、火焰澄清池2、工作部3可以设置在同一个熔池内；

所述的工作部3上设有出料口13；这就改变个传统的底部出料的方式，能够大大增加电熔化池4的效率；

所述的电熔化池1底部设有加热电极4，为了保证加热电极所产生的热量能够满足玻璃熔液的熔炼，所述的加热电极4的电极直径不小于6cm，且为了保证整体的加热质量，所述的加热电极4顶面距离玻璃液面7的高度不应小于600㎜，所述的加热电极4可根据需要可选择钼电极等；

进一步，为了保证加热电极4的熔化能力，必须设计足够多的电极来确保配合料的熔化，并确保每根电极的电流密度小于2A/cm²；

所述的火焰澄清池2的液面上方非第一分割吊墙5和第二分割吊墙6所在的两侧面上至少设有一组相对排列的燃烧喷枪8，所述的燃烧枪8通过燃烧产生火焰气流吹扫玻璃液面，使玻璃表面聚集的泡沫吹破掉，也就是气泡的澄清过程；当然所述的燃烧枪8可以通过调整燃料和助燃空气比例来调整火焰气流，使得玻璃熔制气氛可方便地按照工艺要求进行调整和控制；

进一步的，对日熔化能力超过150吨的大熔化量熔窑应在两侧燃烧枪8外部可设置蓄热室，只使一侧的燃烧枪8燃烧，而非双侧同时燃烧，此时两侧的蓄热室可以将燃烧废气的热量储存起来，等另一侧燃烧枪8燃烧时利用这部分热量加热、助燃空气，即所述的燃烧枪为带蓄热室的空气助燃方式加热；

而对于日熔化能力小于150吨的小型熔窑可以选择全氧燃烧加热方式，助燃气体为纯氧气，不使用空气，即燃烧枪直接燃烧，此时需要在第一分隔墙或澄清区侧墙上设置排烟孔；

所述的燃料主要是燃烧值较高的材料，可以为重油、渣油、天然气、煤气、煤粉中的一种，当为煤粉时其细度应在200目以下；

所述的第一分割吊墙5将电熔化池1和火焰澄清池2分隔开，所述的第二分割吊墙6将火焰澄清池与工作部3分隔开；

所述的第一分割吊墙5至少伸入液面下方50㎜以上，具体深度取决于熔化池的熔化能力，熔化能力越强，浸入深度可以越浅，一般的深度为150㎜-300毫米；

所述的第二分割吊墙6上设有分割结构，所述的分割结构用于将火焰澄清池2和工作部3之间的玻璃液面隔开，对日熔化能力超过150吨的大熔化量熔窑，一般所述的分割结构至少要伸入液面下250㎜；

所述的分割结构为卡脖水管的分隔，包括隔板11，所述的隔板11伸入玻璃液面250㎜以上；

参见图2，对于日熔化能力小于150吨的小型熔窑，所述的分割结构为流液洞的分隔方式，流液洞底面最好与澄清池底面相同，也可以不在同一个水平面上；

为了避免由于电熔化池4的熔化能力不够而形成化料死角，所述的电熔化池4的侧面最好设计成倾斜面，其斜度以与水平面成45°角为佳；

所述的熔窑还包括布料器9，所述的布料器9中装有需要加入玻璃熔液中的配合料，并将配合料垂直加入电熔化池4液面上方，形成冷顶覆盖料堆10，所述的冷顶覆盖料堆10，可有效避免在熔制过程中易挥发组分的损失；

火焰澄清池底部所在水平面设有低于玻璃液面的凹槽15，所述的凹槽15深入窑炉底面下50～200㎜，使变质料沉入凹槽便于底部排料；

电熔化池底部可以有台阶14，便于熔化好的玻璃液进入澄清池。

利用上述熔窑进行浮法玻璃生产工艺，包括如下步骤：

S1，控制电熔化池1底部温度不高于1500℃，电熔化池1玻璃液面上的配合料表层温度不高于200℃；

S2，控制火焰澄清池空间温度不超过1650℃，池底玻璃水温度为不超过1600℃；

进一步，根据澄清的效果，还可以在火焰澄清池的澄清区安装鼓泡器，并使用表面溢流工艺，鼓泡器能控制玻璃液在窑炉内的流动强度，所述的表面溢流工艺为在澄清部下游位置靠近玻璃表面的位置开一定尺寸的槽口将玻璃液表面的异物引流出来，这个工艺可以将玻璃液表层的变质玻璃排出熔窑。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于熔制高挥发组分玻璃的熔窑，其特征在于，包括，由左向右依次分布的电熔化池、火焰澄清池和工作部，所述的电熔化池、火焰澄清池、工作部内的玻璃熔液相通；所述的电熔化池底部设有加热电极；

所述的火焰澄清池的液面上方非第一分割吊墙和第二分割吊墙所在的两侧面上至少设有一组相对排列的燃烧喷枪，所述的燃烧枪通过燃烧产生火焰气流吹扫玻璃液面；

所述的第一分割吊墙将电熔化池和火焰澄清池分隔开，所述的第二分割吊墙将火焰澄清池与工作部分隔开；所述的第一分割吊墙至少伸入液面下方50㎜以上；

所述的第二分割吊墙与工作部连接处设有分割结构，所述的分割结构伸入玻璃液面250㎜以上；所述的工作部上设有出料口；

所述的熔窑还包括装有配合料的布料器，所述的布料器将配合料垂直加入电熔化池液面上方，形成冷顶覆盖料堆。

2.如权利要求1所述的一种用于熔制高挥发组分玻璃的熔窑，其特征在于，在两侧燃烧枪外部设置有蓄热室。

3.如权利要求1所述的一种用于熔制高挥发组分玻璃的熔窑，其特征在于，所述的第一分隔墙或澄清区侧墙上设置有排烟孔。

4.如权利要求1所述的一种用于熔制高挥发组分玻璃的熔窑，其特征在于，所述的分割结构为流液洞的分隔方式。

5.如权利要求1所述的一种用于熔制高挥发组分玻璃的熔窑，其特征在于， 所述的分割结构为卡脖水管的分隔，包括隔板，所述的隔板伸入玻璃液面250㎜以上。

6.如权利要求1所述的一种用于熔制高挥发组分玻璃的熔窑，其特征在于，所述的熔窑底部所在水平面设有凹槽，所述的凹槽深入所在位置窑炉底面以下50～200㎜。

7.如权利要求1所述的一种用于熔制高挥发组分玻璃的熔窑，其特征在于，所述的电熔化池底部设有台阶。

8.如权利要求1所述的一种用于熔制高挥发组分玻璃的熔窑，其特征在于，所述的电熔化池的侧面为向外倾斜的倾斜面。

9.如权利要求1-8任一所述的一种用于熔制高挥发组分玻璃的熔窑，其特征在于，在火焰澄清池的澄清区安装有鼓泡器，并使用表面溢流工艺。