玻璃生產(chǎn)中所用的熱工設(shè)備統(tǒng)稱為玻璃窯爐，其中包括玻璃熔窯、退火窯和一些玻璃加工用的窯爐。這篇文章讓大家清楚玻璃的熔制過程和玻璃池窯工作原理，進而了解玻璃的安全、低耗與清潔生產(chǎn)工藝。

　　玻璃的熔制過程

　　玻璃料的熔制是在玻璃熔窯中進行的。為了了解玻璃熔窯的結(jié)構(gòu)與性能,先要了解玻璃熔制的全過程。

　　硅酸鹽形成階段

　　該階段為配合料在入窯后，經(jīng)800〜1000℃作用下迅速發(fā)生的一系列物理的、化學(xué)的和物理-化學(xué)變化，如粉料受熱、水分蒸發(fā)、鹽類分解、多晶轉(zhuǎn)變等。

　　玻璃液形成階段

　　配合料加熱至1200℃，形成了各種硅酸鹽以及出現(xiàn)擦融體。直到溫度達到1300℃左右，玻璃液開始形成。

　　玻璃液澄清階段

　　玻璃液形成階段完成后，熔體中存在許多氣泡和灰泡(小氣泡)。從玻璃液中除去肉眼可見的氣體夾雜物和消除氣孔組織的階段稱為澄清階段。該過程要在高溫下完成，因為玻璃黏度隨溫度升高而迅速降低。

　　4 玻璃液均化階段

　　玻璃液均化階段

　　玻璃液形成后，各部分玻璃液的化學(xué)成分與溫度不同，還夾雜一些不均體,故而要進行均化過程。其原理主要是依靠擴散和對流作用。

　　5 玻璃液冷卻階段

　　玻璃液冷卻階段

　　為了利于玻璃的成形，玻璃液要均勻冷卻到成形溫度。一般成形溫度比澄清溫度低200〜300℃。

　　玻璃池窯

　　池窯的分類

　　1.1 按使用熱源分

　　(1)火焰窯。以燃料燃燒為熱能來源。燃料可以是煤氣、重油和水。

　　(2)電熱窯。以電能作為熱量來源。

　　(3)火焰-電熱窯。以燃料為主要熱源，電能為輔助熱源。

　　1.2 按熔制過程的連續(xù)性分

　　(1)間歇式窯。玻璃熔制的各個階段系在窯內(nèi)同一部位、不同時間依次進行，窯的溫度制度是變動的。

　　(2)連續(xù)式窯。玻璃熔制的各個階段系在窯內(nèi)同一時間、不同部位同時進行，窯內(nèi)溫度制度是穩(wěn)定的。

　　1.3 按煙氣余熱回收設(shè)備分

　　(1)蓄熱式窯。按蓄熱方式回收煙氣余熱。

　　(2)換熱式窯。按換熱方式回收煙氣余熱。

　　1.4 按窯內(nèi)火焰流動的方向分

　　(1)橫焰窯。窯內(nèi)火焰做橫向流動,與玻璃液流動方向相垂直。

　　(2)馬蹄焰窯。窯內(nèi)火焰呈馬蹄形流動。

　　(3)縱焰窯。窯內(nèi)火焰做縱向流動，與玻璃液流動方向相平行。

　　1.5 按制造的產(chǎn)品分

　　(1)平板玻璃窯。制造平板、壓延等玻璃。

　　(2)日用玻璃窯。制造瓶罐、器皿、化學(xué)儀器、電真空玻璃等。

　　1.6 按窯的規(guī)模分

　　(1)大型窯。日產(chǎn)玻璃液150〜400t。

　　(2)中型窯。日產(chǎn)玻璃液50〜150t。

　　(3)小型窯。日產(chǎn)玻璃液50t以下。

　　玻璃熔制主要工藝制度與控制

　　2.1 溫度制度與控制

　　玻璃池窯中玻璃液流動狀況與溫度控制，如圖6-1所示。

　　—端為投料池，一端為制品的成形,中間高溫度為熱點。物料在投料機的推進過程中,料堆逐漸變成泡沫層，在熱點之前形成泡界線。在泡界線與料堆之間，隨著溫度升高，粉狀配合料逐漸被熔化，為硅酸鹽形成與瑭璃液形成階段。因此在玻璃液上面漂浮了一層輕質(zhì)氣泡。

　　而經(jīng)熱點4號(如圖1所示)小爐后，溫度繼續(xù)升高,進入玻璃液的澄清均化階段后，該層泡沫消失，泡界線因此得稱。熱點溫度依據(jù)玻璃組成、耐火材料池窯壽命而定。

　　(圖1 玻璃池窯中玻璃液流動情況)

　　鈉鈣硅玻璃熱點溫度為15801C。扇形溫度制度為(1〜6號小爐)1440℃、1480℃、1535℃、1570℃、1550℃、1515℃。

　　在冷卻部，玻璃液的降溫速度應(yīng)該緩慢而平穩(wěn)，防止溫度回升引入二次氣泡，冷卻部降溫梯度為7~11℃/m。為獲得合理的溫度制度，設(shè)計時后一對小爐不開火或者開小火。

　　測溫方法，目前常用的是熱電偶、輻射髙溫計和光學(xué)高溫計。在熔化部，熱電偶WRLL插入窯內(nèi)10cm，分別在1號、2號，3號、4號，5號、6號之間。光學(xué)髙溫計在看火孔進行，0.5h—次。浮法窯上安裝LB鉑銠-鉑熱電偶。

　　2.2 燃料加熱溫度與火焰控制

　　煤氣加熱溫度制度對玻璃生產(chǎn)影響極大。要求煤氣質(zhì)量好且穩(wěn)定，火焰主要以熱輻射方式傳熱，火焰亮度取決于燃料性質(zhì)與空氣的配比;火焰長度適中，太長將燒損對面窯墻，火焰太短，覆蓋面積小，溫度分布不均勻。池窯各對小爐燃料童分配如表1所示。

　　(平板玻璃池窯各對小爐燃料量分配)

　　2.3 重油加熱熔窯的溫度與火焰控制

　　重油的主要成分主要由高分子碳氫化合物組成，燃燒時產(chǎn)生的火焰明亮，火焰輻射能力強，燃燒時噴出速度達300〜400m/s，火焰覆蓋面積小于煤氣燃燒覆蓋面積。

　　若霧化不好，與空氣混合不充分，燃燒不完全，煙囪就會冒黑煙。火焰方向控制適當(dāng)，火焰稍向液面傾斜，傾角為5°〜8°以稍微達胸墻為宜。

　　玻璃池窯主要結(jié)構(gòu)

　　根據(jù)我國目前能源情況，基本上采用火焰池窯。其結(jié)構(gòu)主要包括如下4部分:玻璃擦制;熱源供給;余熱回收;供氣排煙。

　　3.1 玻璃熔制部分

　　(1)熔化部。它是進行配合料熔化和玻璃液的澄清與均化的部分。熔化部上部為火焰空間，下部為窯池。火焰主要由小爐燃燒口噴出。

　　(2)投料口。配合料從投料口投入窯內(nèi)，受火焰空間和玻璃液來傳遞熱量。

　　(3)冷卻部。它是熔化好的玻璃液進一步均化和冷卻的部位，也是玻璃液分配供料的通道。

　　3.2 熱源供給部分

　　(1)空氣、煤氣通道。是經(jīng)加熱的空氣、煤氣離開蓄熱室后，在進入預(yù)燃室混合之前流過的通道。也是煙氣從火焰空間排至蓄熱室所經(jīng)過的通道。

　　(2)預(yù)燃室。指空氣、煤氣出水平通道后，借助氣流渦動、分子擴散與相互撞擊，在入窯前預(yù)先進行部分混合。

　　(3)噴火口。指噴出火焰的地方。噴火口形狀、大小與長短對火焰的速度、厚度、闊度與方向有很大的影響。燃油小爐較為簡單，僅使用噴嘴。

　　3.3 余熱回收部分

　　為了提髙窯內(nèi)火焰溫度，設(shè)置煙氣余熱回收設(shè)備，利用煙氣余熱來加熱助燃空氣和煙氣，進而達到提高火焰溫度和節(jié)能的效果。

　　3.4 供氣排煙部分

　　為保證池窯連續(xù)、正常和有效的工作，設(shè)置一套排煙供氣系統(tǒng)。包括交換器，空氣、煙氣煙道，中間煙道，鼓風(fēng)機，總煙道和煙囪。