CN107417092B - 用于生产玻璃产品的非换向窑炉及复合消泡剂使用方法 - Google Patents

用于生产玻璃产品的非换向窑炉及复合消泡剂使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于生产玻璃产品的非换向窑炉，包括窑炉本体、主路系统装置以及支路系统装置，主路系统装置包括用于向窑炉本体内喷入复合消泡剂的两组喷入器机构，每组喷入器机构均包括依次设置的前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器，前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器在窑炉本体上喷入位置为玻璃液的表面张力小于380mN/m的泡沫层覆盖区；支路系统装置包括依次连接的搅拌桶、高压输送泵和主管路流量调节阀，主管路流量调节阀通过管路与两组喷入器机构连通以控制复合消泡剂喷入开关。本发明提出的用于生产玻璃产品的非换向窑炉，可高效去除非换向窑炉的气泡层。

Description

用于生产玻璃产品的非换向窑炉及复合消泡剂使用方法
技术领域
本发明涉及玻璃生产设备和熔制技术领域，尤其涉及一种用于生产玻璃产品的非换向窑炉及复合消泡剂使用方法。
背景技术
复合消泡剂主要应用在玻璃生产线熔制玻璃液的窑炉上，而生产玻璃产品的窑炉主要分为两大类，一类为上部空间单侧火焰加热、两侧等时交替换火的换向窑炉，另一类为上部空间两侧火焰同时加热的非换向窑炉，复合消泡剂的装置系统和使用方法必须匹配窑炉工艺。
生产玻璃产品的非换向窑炉，主要包括4大类型：空气助燃火焰加热窑炉、空气助燃火焰加热和电助熔结合的复合加热窑炉、空气富氧助燃火焰加热窑炉、空气富氧助燃火焰加热和电助熔结合的复合加热窑炉，其生产的玻璃产品包括普通平板玻璃、普通超白玻璃、各类显示器用平板玻璃、各种电子设备用保护玻璃、导光板玻璃、玻纤、瓶罐玻璃等。通常窑炉上部空间采用两侧火焰加热（燃烧器设置两侧对称或不对称都可以）、或上部不用任何加热只用电极棒从底部加热，由于非换向窑炉相比同吨位的换向窑炉来说，窑炉外形尺寸偏小，熔窑内的气泡层覆盖面积很大，覆盖了整个熔窑面积的三分之二以上，几乎延伸到窑炉内玻璃液出口去，大面积的气泡层存在，一方面严重制约熔窑的排泡效率，影响最终产品质量，另一方面，气泡层造成空间火焰辐射热大量反射，降低了玻璃液对辐射热的吸收效率，大量反射的辐射热加速了熔窑碹顶的侵蚀，影响这个窑炉的使用寿命。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种用于生产玻璃产品的非换向窑炉及复合消泡剂使用方法，旨在高效去除非换向窑炉内玻璃液表面的气泡层，同时促进玻璃液深度方向的气泡上浮并破裂。
为实现上述目的，本发明提供一种用于生产玻璃产品的非换向窑炉，包括窑炉本体、主路系统装置以及支路系统装置，其中，
所述主路系统装置包括设置于窑炉本体两侧的用于向窑炉本体内喷入复合消泡剂的两组喷入器机构，每组喷入器机构均包括依次设置的前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器，所述前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器在窑炉本体上喷入位置为玻璃液的表面张力小于380mN/m的泡沫层覆盖区；
所述支路系统装置包括依次连接的搅拌桶、高压输送泵和主管路流量调节阀，所述主管路流量调节阀通过管路与两组喷入器机构连通以控制复合消泡剂喷入开关。
优选地，所述支路系统装置还包括位于主管路流量调节阀与喷入器机构之间的主管路流量计。
优选地，每一所述前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器的入口管路上均对应设置有一支路流量调节阀、一支管路压力计和一支路流量计。
优选地，所述前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器的支路流量调节阀和其对应的支路流量计电连接以形成联动，所述高压输送泵与支管路压力计电连接以形成联动。
优选地，每一所述前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器的入口管路上均对应设置有一支路单向阀。
优选地，所述后端复合消泡剂喷入器可活动安装于窑炉本体上以调整其复合消泡剂喷入位置。
优选地，所述搅拌桶设置有搅拌装置以确保复合消泡剂中的固体成分充分溶解或悬浮于溶剂成分之中。
本发明进一步提出一种基于上述的用于生产玻璃产品的非换向窑炉的复合消泡剂使用方法，控制前端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的35%~70%，中端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的20%~50%；后端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的0%~20%。
优选地，控制前端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的45%~65%，中端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的30%~45%；后端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的5%~15%。
优选地，两组喷入器机构上的前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器其使用的工艺参数相同。
本发明提出的用于生产玻璃产品的非换向窑炉，通过设置两组喷入器机构，每组喷入器机构均包括依次设置的前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器，在多个区域喷入复合消泡剂，高效去除气泡层，提高玻璃产品合格率和能源的利用效率，延长窑炉使用寿命。另外，将前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器在窑炉本体上喷入位置为玻璃液的表面张力小于380mN/m的泡沫层覆盖区，此区域喷入可最大化地提高复合消泡剂的使用效率。
附图说明
图1为本发明用于生产玻璃产品的非换向窑炉的俯视结构示意图；
图2为本发明用于生产玻璃产品的非换向窑炉的主视结构示意图；
图3为本发明用于生产玻璃产品的非换向窑炉的系统图。
图中，1-窑炉本体，2-料堆区，3-气泡层区，4-电极棒，5-火焰喷枪，6-前端复合消泡剂喷入器，7-中端复合消泡剂喷入器，8-后端复合消泡剂喷入器，9-搅拌桶，10-高压输送泵，11-主管路流量调节阀，12-主管路流量计，13-支路流量调节阀，14-支路流量计，15-支管路压力计，16-支路单向阀。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
参照图1至图3，本优选实施例中，一种用于生产玻璃产品的非换向窑炉，包括窑炉本体1、主路系统装置以及支路系统装置，其中，
主路系统装置包括设置于窑炉本体1两侧的用于向窑炉本体1内喷入复合消泡剂的两组喷入器机构，每组喷入器机构均包括依次设置的前端复合消泡剂喷入器6、中端复合消泡剂喷入器7和后端复合消泡剂喷入器8，前端复合消泡剂喷入器6、中端复合消泡剂喷入器7和后端复合消泡剂喷入器8在窑炉本体1上喷入位置为玻璃液的表面张力小于380mN/m的泡沫层覆盖区；
支路系统装置包括依次连接的搅拌桶9、高压输送泵10和主管路流量调节阀11，主管路流量调节阀11通过管路与两组喷入器机构连通以控制复合消泡剂喷入开关。
两组喷入器机构的前端复合消泡剂喷入器6、中端复合消泡剂喷入器7和后端复合消泡剂喷入器8可对称设置于窑炉两侧、也可以非对称设置窑炉两侧；两侧必须同时使用，且使用的系统工艺控制参数相同。
进一步地，支路系统装置还包括位于主管路流量调节阀11与喷入器机构之间的主管路流量计12，从而便于用户观察主管路上复合消泡剂的流量。
进一步地，每一前端复合消泡剂喷入器6、中端复合消泡剂喷入器7和后端复合消泡剂喷入器8的入口管路上均对应设置有一支路流量调节阀13、一支管路压力计15和一支路流量计14，从而实现对支路上复合消泡剂喷入量进行监控。
进一步地，前端复合消泡剂喷入器6、中端复合消泡剂喷入器7和后端复合消泡剂喷入器8的支路流量调节阀13和其对应的支路流量计14电连接以形成联动，高压输送泵10与支管路压力计15电连接以形成联动。
高压输送泵10确保复合消泡剂的输送压力≥0.3MPa。高压输送泵10与三个支管路压力计15电连接以形成联动，从而自动调整压力，保持复合消泡剂喷入的压力稳定。支路流量调节阀13与支路流量计14形成联动，从而实现支路上复合消泡剂喷入量的精确自动控制。
进一步地，每一前端复合消泡剂喷入器6、中端复合消泡剂喷入器7和后端复合消泡剂喷入器8的入口管路上均对应设置有一支路单向阀16，从而实现对每一前端复合消泡剂喷入器6、中端复合消泡剂喷入器7和后端复合消泡剂喷入器8进行单独控制。
主管路流量调节阀11的正常运转中阀位开度设定值为两侧支路流量计14等正常运转时流量值之和的1.1倍。通过对主管路流量调节阀11阀位开度设定值的限定，可以防止高压输送泵10异常时引发的流量大幅波动事故。
进一步地，后端复合消泡剂喷入器8可活动安装于窑炉本体1上以调整其复合消泡剂喷入位置。
进一步地，搅拌桶9设置有搅拌装置以确保复合消泡剂中的固体成分充分溶解或悬浮于溶剂成分之中。
将本用于生产玻璃产品的非换向窑炉用于实际生产时，在某公司200吨/天的非换向窑炉特种玻璃生产线（同图1、图2近似），其采用纯氧助燃加热结合电助熔加热的方式，采用了6对纯氧燃烧器，采用对称模式设置与窑炉两侧，窑炉底部也设置了6排电助熔，整个窑炉内基本只能看出料堆区和气泡层区，其中，气泡层区基本从第二对纯氧枪延伸到了窑炉末端，其覆盖面积占整个窑炉内部面积的60%，最厚区厚度达50mm，产品中主要缺陷为气泡，产品合格率仅维持在60%，及时增加了5%的燃气用量和5%的电助熔电能，效果不太明显，合格率也仅仅提高1~3%。
该线使用1年后，在此线上安装了主路系统装置以及支路系统装置，在4号燃烧器与5号燃烧器之间、5号燃烧器与6号燃烧器之间、6号燃烧器与7号燃烧器之间设置了3对复合消泡剂喷入器，消泡剂喷入器的复合消泡剂质量比分别为60%、35%、5%。
使用24小时后，最厚区的气泡层厚度明显减薄，气泡层的尾部缩到了6号燃烧器附件，同规格产品，通过在线缺陷检测仪统计，每小时气泡缺陷总数由1000个降低到大概600个，玻璃产品合格率提高了5%，同时由于气泡层区的大幅度减小，气泡层对火焰热的反射作用大幅降低，玻璃液对火焰热的吸收效率明显提高，该区内窑炉底部的测温点显示温度增加了近15度，为保证温度稳定，适当降低了该区域内的燃料用量。
保证上述工艺，持续使用1个月使用后，平均每小时气泡缺陷总数降低到250个，玻璃产品合格率提高了10%，每公斤玻璃液的能耗由3000Kcal降低到2800Kcal。
本实施例提出的用于生产玻璃产品的非换向窑炉，通过设置两组喷入器机构，每组喷入器机构均包括依次设置的前端复合消泡剂喷入器6、中端复合消泡剂喷入器7和后端复合消泡剂喷入器8，在多个区域喷入复合消泡剂，高效去除气泡层，提高玻璃产品合格率和能源的利用效率，延长窑炉使用寿命。复合消泡剂的使用明显减少气泡层区域及减薄泡层厚度，大幅降低玻璃气泡缺陷和单位玻璃液能耗值。另外，将前端复合消泡剂喷入器6、中端复合消泡剂喷入器7和后端复合消泡剂喷入器8在窑炉本体1上喷入位置为玻璃液的表面张力小于380mN/m的泡沫层覆盖区，在玻璃液表面张力为380mN/m时，消泡效率高于30%，且随着温度的连续增加，表面张力的降低，消泡效率成倍增加；此区域喷入可最大化地提高复合消泡剂的使用效率。
本发明进一步提出一种用于生产玻璃产品的非换向窑炉的复合消泡剂使用方法。
本优选实施例中，一种基于上述的用于生产玻璃产品的非换向窑炉的复合消泡剂使用方法，控制前端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的35%~70%，中端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的20%~50%；后端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的0%~20%。
优选地，控制前端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的45%~65%，中端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的30%~45%；后端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的5%~15%。
两组喷入器机构上的前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器其使用的工艺参数相同。即两组喷入器机构上的前端复合消泡剂喷入器其使用的工艺参数相同，两组喷入器机构上的中端复合消泡剂喷入器其使用的工艺参数相同，两组喷入器机构上的后端复合消泡剂喷入器其使用的工艺参数相同。
本实施例中，通过将前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器的复合消泡剂量喷入量按上述比例控制，一方面确保窑炉内玻璃液上的气泡层在前端区域内消除总量的70%以上，余下的30% 基本在中端区域消泡，后端区域即可以消除零星的逃逸的气泡，又可以消泡从玻璃液内重新上浮到表面的气泡；另一方面，气泡层绝大部分在中、前端被消除，因气泡层存在对燃烧加热火焰的辐射热的反射率也大幅度降低，有利于提高玻璃液对辐射热的吸收效率，从而加速玻璃液内深度方向存在的气泡上浮到表面，进而被消除；所以本发明所述的复合消泡剂量喷入量比例控制，提高了复合消泡剂的使用效率，可高效去除气泡层，从而提高玻璃产品合格率和能源的利用效率，延长窑炉使用寿命。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于生产玻璃产品的非换向窑炉的复合消泡剂使用方法，其特征在于，用于生产玻璃产品的非换向窑炉包括窑炉本体、主路系统装置以及支路系统装置，其中，
所述主路系统装置包括设置于窑炉本体两侧的用于向窑炉本体内喷入复合消泡剂的两组喷入器机构，每组喷入器机构均包括依次设置的前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器，所述前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器在窑炉本体上喷入位置为玻璃液的表面张力小于380mN/m的泡沫层覆盖区；
所述支路系统装置包括依次连接的搅拌桶、高压输送泵和主管路流量调节阀，所述主管路流量调节阀通过管路与两组喷入器机构连通以控制复合消泡剂喷入开关；
控制前端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的35%~70%，中端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的20%~50%；后端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的0%~20%。
2.如权利要求1所述的用于生产玻璃产品的非换向窑炉的复合消泡剂使用方法，其特征在于，控制前端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的45%~65%，中端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的30%~45%；后端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的5%~15%。
3.如权利要求1所述的用于生产玻璃产品的非换向窑炉的复合消泡剂使用方法，其特征在于，两组喷入器机构上的前端和前端复合消泡剂喷入器、中端和中端复合消泡剂喷入器与后端和后端复合消泡剂喷入器其使用的工艺参数分别相同。
4.如权利要求1所述的用于生产玻璃产品的非换向窑炉的复合消泡剂使用方法，其特征在于，所述支路系统装置还包括位于主管路流量调节阀与喷入器机构之间的主管路流量计。
5.如权利要求1所述的用于生产玻璃产品的非换向窑炉的复合消泡剂使用方法，其特征在于，每一所述前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器的入口管路上均对应设置有一支路流量调节阀、一支管路压力计和一支路流量计。
6.如权利要求5所述的用于生产玻璃产品的非换向窑炉的复合消泡剂使用方法，其特征在于，所述前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器的支路流量调节阀和其对应的支路流量计电连接以形成联动，所述高压输送泵与支管路压力计电连接以形成联动。
7.如权利要求1所述的用于生产玻璃产品的非换向窑炉的复合消泡剂使用方法，其特征在于，每一所述前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器的入口管路上均对应设置有一支路单向阀。
8.如权利要求1所述的用于生产玻璃产品的非换向窑炉的复合消泡剂使用方法，其特征在于，所述后端复合消泡剂喷入器活动安装于窑炉本体上以调整其复合消泡剂喷入位置。
9.如权利要求1所述的用于生产玻璃产品的非换向窑炉的复合消泡剂使用方法，其特征在于，所述搅拌桶设置有搅拌装置以确保复合消泡剂中的固体成分充分溶解或悬浮于溶剂成分之中。
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