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馬蹄焰玻璃窯爐設(shè)計(jì)技術(shù)
培訓(xùn)課件新疆五江新華實(shí)業(yè)朱柏楊2021.6一、玻璃窯爐馬蹄焰池窯簡(jiǎn)介二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定三、玻璃熔窯鼓泡裝置的工藝設(shè)計(jì)目錄四、大型燃煤氣馬蹄焰玻璃池窯的設(shè)計(jì)燃發(fā)生爐煤氣蓄熱式馬蹄焰窯爐技術(shù)改造實(shí)踐56㎡窯爐技術(shù)設(shè)計(jì)改造方案新疆五江56㎡與安徽黃山玻璃制品52㎡馬蹄焰保溫瓶玻璃窯爐的設(shè)計(jì)與運(yùn)行比較玻璃窯爐馬蹄焰池窯圖片玻璃窯爐馬蹄焰池窯圖片玻璃窯爐馬蹄焰池窯圖片玻璃窯爐馬蹄焰池窯圖片一、玻璃窯爐馬蹄焰池窯簡(jiǎn)介馬蹄焰窯的主要優(yōu)點(diǎn)是:因噴火口縱向布置、火焰在窯內(nèi)以馬蹄形狀燃燒而得名、特點(diǎn)是火焰在窯內(nèi)燃燒路程長(zhǎng)熱利用率高、相對(duì)橫火焰窯爐煤氣燃燒充分而排放物少、耗能低,相對(duì)投資小、占地少。馬蹄焰窯其主要缺點(diǎn)是:窯爐規(guī)模受到一定限制。但是近幾年國(guó)內(nèi)、外馬蹄焰窯爐以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用,其窯爐規(guī)模也得到了不斷擴(kuò)大截止目前國(guó)內(nèi)已有多座180噸-200噸馬蹄焰窯爐在運(yùn)行,因規(guī)模不斷擴(kuò)大其節(jié)能效果十分顯著、比同規(guī)模的橫火焰窯爐節(jié)能30%以上。所以該型窯爐在玻璃行業(yè)同規(guī)模下是首選窯型。1.熔化池結(jié)構(gòu):窯爐的熔化率主要取決于熔化溫度,因?yàn)橹袎A和無(wú)堿玻璃球窯的熔制溫度比較高,如果進(jìn)一步提高熔化溫度來(lái)提高熔化率,會(huì)加速對(duì)耐火材料的侵蝕,降低球質(zhì)和影響爐齡。而采取鼓泡和電助熔技術(shù)可以相應(yīng)提高中下層玻璃溫度,促進(jìn)玻璃的均化,并且提高熔化率。玻璃原料從熔化到澄清的行程也大,這有利于玻璃質(zhì)量的控制和提高,而長(zhǎng)寬比又受到小爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、火焰長(zhǎng)度及拐彎要求的限制。池深不僅影響到玻璃液流和池底溫度,而且影響玻璃液的物理化學(xué)均勻性以及窯爐的熔化率。一般池底溫度在1200—1360℃之間較為適宜。池底溫度的提高可使熔化率提高。但池底溫度高于1380℃時(shí),需要提高池底耐火材料的質(zhì)量及品種,否那么會(huì)加速池底的侵蝕并降低爐齡,且會(huì)增加玻璃球的結(jié)石含量,這對(duì)后道拉絲生產(chǎn)是不利的,影響池底溫度的決定性因素是玻璃的鐵含量和玻璃氣氛。當(dāng)Fe2O3含量在0.25—0.3%范圍內(nèi)時(shí),池深800—1200mm的玻璃球窯,其垂直溫降約為15—30℃/100mm。一、玻璃窯爐馬蹄焰池窯簡(jiǎn)介2.工作池:選擇半圓形工作池時(shí),其半徑R決定于制球機(jī)臺(tái)數(shù)與布置方式。一般工作池半徑小于等于熔化池池寬,工作池深度淺于熔化池池深300—400mm。3.投料池:為了獲得穩(wěn)定的玻璃質(zhì)量,一般在池壁兩側(cè)設(shè)置一對(duì)投料池,隨換火操作交替由火根投料。投料池中心線與窯爐池壁的距離主要決定于小爐噴火口的溫度,溫度越高距離可縮小。一般其距離可定在0.8—1.0m。4.流液洞:流液洞的功能是降溫和均化。采用沉式流液洞比采用直通式流液洞溫降大。而均化效果受液洞高度影響較大。如高度越小那么均化效果越好。所以設(shè)計(jì)流液洞寬度一般應(yīng)大于其高度。在不考慮玻璃回流的情況下,玻璃流經(jīng)流液洞的平均速度可取5—20m/h。一、玻璃窯爐馬蹄焰池窯簡(jiǎn)介5.胸墻高度:胸墻高度應(yīng)根據(jù)窯爐容積發(fā)熱強(qiáng)度來(lái)確定,目前容積發(fā)熱強(qiáng)度設(shè)計(jì)值一般取60—200KW/m3(相當(dāng)于50—180*103kcal/N.m3〕,比早期的數(shù)據(jù)已有明顯下降,這說(shuō)明提高了胸墻高度,而且采用質(zhì)量改善的耐火材料和較好的保溫效果,使窯爐熱損失減少,大容積空間更有利于燃料的完全燃燒和增強(qiáng)其容積輻射強(qiáng)度,有利于提高熔制質(zhì)量和降低能耗。6.小爐:小爐是玻璃窯爐的關(guān)鍵部位,小爐噴出口角度和噴出的速度對(duì)燃料燃燒和火焰形狀有重要的影響。不合理的設(shè)計(jì)會(huì)使火焰沖擊胸墻和大碹,并造成不完全燃燒。燃料在球窯內(nèi)的燃燒屬于擴(kuò)散式燃燒,助燃空氣從小爐口噴出的速度、厚度及與燃料噴出的交角、助燃空氣的溫度、燃油霧化的程度、油槍在小爐內(nèi)的布置等因素不僅決定了火焰形狀、燃料燃燒狀況,而且還影響到火焰對(duì)玻璃熔池的熱輻射。目前小爐設(shè)計(jì)仍以實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為主,一個(gè)成功的設(shè)計(jì)者應(yīng)能用燃燒理論、火焰?zhèn)鳠崂碚撊シ治?、?yīng)用和總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。一、玻璃窯爐馬蹄焰池窯簡(jiǎn)介6.小爐:目前小爐設(shè)計(jì)仍以實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為主,一個(gè)成功的設(shè)計(jì)者應(yīng)能用燃燒理論、火焰?zhèn)鳠崂碚撊シ治?、?yīng)用和總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)?!?〕小爐下傾角一般在18—35°范圍內(nèi)選用,燃油小爐一般選用22—25°,燃燒天然氣和干氣的小爐下傾角可以大些。在實(shí)際生產(chǎn)行中油槍有5°左右的上仰角,在采用天然氣和干氣時(shí)的仰角還要更大些,其目的是讓火焰與玻璃液面平行?!?〕小爐噴出口速度〔或小爐出口面積〕,由于燃油霧化后噴入窯爐空間的燃燒過(guò)程中伴隨著油霧的氣化過(guò)程,因此燃料混合物噴出的速度大,氣化膨脹的阻力也大,油類燃料在窯內(nèi)的停留時(shí)間一般比天然氣燃料的時(shí)間長(zhǎng),因此燃油小爐噴出的速度可以稍低。當(dāng)改用天然氣時(shí),如果噴出速度太低,會(huì)造成燃燒不完全。小爐噴出口速度一般參照小爐噴出口處相應(yīng)溫度的空氣速度來(lái)進(jìn)行計(jì)算比較適宜。小爐噴出的助燃空氣要有一定的容積厚度,取其寬高比為2—3.5。為了使火焰不直接沖刷胸墻,兩座小爐內(nèi)側(cè)間距應(yīng)不小于0.6,小爐外側(cè)與胸墻間距不小于0.3。一、玻璃窯爐馬蹄焰池窯簡(jiǎn)介6.小爐:燃燒器布置在小爐下面,一般為2—3只,燒嘴間距為0.4—0.5m。采用天然氣和干氣燃燒時(shí),如蓄熱池寬度小于6m,燃?xì)鈬娮熳詈梅旁谛t兩側(cè),不然容易產(chǎn)生不完全燃燒。7.蓄熱室:目前對(duì)蓄熱室的研究比較多,可以通過(guò)熱工計(jì)算進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于熱氣流在冷卻過(guò)程中由上而下的流向,可以使同一截面的氣流溫度趨于均勻,而氣體被加熱時(shí)由下而上的流動(dòng)又使截面間氣體的溫度也趨向均勻,采用立式蓄熱室的氣流正符合這種規(guī)那么,而且具有占地少、容易清灰的優(yōu)點(diǎn),被廣泛采用。蓄熱室的熱工計(jì)算包括蓄熱室熱平衡和蓄熱室傳熱計(jì)算,二者的結(jié)果必須相符。即熱平衡中空氣吸收的熱量,必須在傳熱中實(shí)現(xiàn),否那么要重新假設(shè)和計(jì)算,直至相符為止。一、玻璃窯爐馬蹄焰池窯簡(jiǎn)介二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定一、總那么:
玻璃熔窯是玻璃工廠中最重要和投資最大的設(shè)備。為了確保熔窯設(shè)計(jì)質(zhì)量,防止因設(shè)計(jì)失誤給企業(yè)帶來(lái)?yè)p失,制定本規(guī)定。
新建或改擴(kuò)建的玻璃熔窯應(yīng)由有資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位承擔(dān)設(shè)計(jì)或設(shè)計(jì)后的審核。窯爐設(shè)計(jì)中對(duì)工藝、土建、風(fēng)、水、電、儀表控制等專業(yè)的具體要求必須與熔窯設(shè)計(jì)圖紙一同存檔備案,以作為今后各階段檢查的依據(jù)。
玻璃熔窯的設(shè)計(jì),除應(yīng)按本規(guī)定執(zhí)行外,還應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
本規(guī)定可作為玻璃熔窯設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量驗(yàn)收、生產(chǎn)運(yùn)行直至事故分析各個(gè)階段檢查的依據(jù)。二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定二、能源確實(shí)定:
玻璃熔窯使用的能源應(yīng)根據(jù)國(guó)家能源政策,燃料本錢(qián),控制、使用、購(gòu)入的難易程度以及環(huán)保規(guī)定等條件進(jìn)行選擇。
鼓勵(lì)使用含低硫的優(yōu)質(zhì)燃料,從源頭削減污染。
以發(fā)生爐煤氣為燃料的玻璃熔窯,宜用少量的燃料油、天然氣、城市煤氣或電作為輔助能源,供熔窯作業(yè)部或分配料道單獨(dú)加熱用,但其用量按熱量計(jì)算不宜超過(guò)全窯能耗的5%。
嚴(yán)格限制用發(fā)生爐冷、熱煤氣和水煤氣作為作業(yè)部或分配料道的加熱熱源。二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定產(chǎn)品分類指標(biāo):玻璃熔窯規(guī)模(熔化面積:m2)玻璃啤酒瓶≥60玻璃瓶罐≥50玻璃器皿≥40玻璃保溫瓶膽≥40玻璃儀器≥30三、熔窯規(guī)模確實(shí)定:
以重油、天然氣、發(fā)生爐煤氣為主要燃料的新建玻璃熔窯應(yīng)到達(dá)表3-1中所列規(guī)模。表3-1新建玻璃熔窯規(guī)模利用現(xiàn)有廠房的改造工程,應(yīng)盡可能在滿足表3-1所列的條件下,根據(jù)現(xiàn)有廠房、現(xiàn)有能源等條件確定熔窯規(guī)模。二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定指標(biāo)玻璃啤酒瓶、玻璃瓶罐、玻璃器皿、玻璃保溫瓶膽玻璃儀器氣泡<40個(gè)/30g<5個(gè)/100g相對(duì)密度差≤5×10-4≤2×10-4環(huán)切均勻度B-以上B以上四、玻璃熔窯主要技術(shù)指標(biāo)確實(shí)定:
4.1玻璃熔制質(zhì)量:
新建或改擴(kuò)建玻璃熔窯的玻璃熔制質(zhì)量應(yīng)到達(dá)表4-1中所列要求。表4-1新建或改擴(kuò)建玻璃熔窯的玻璃熔制質(zhì)量二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定4.2玻璃熔化能耗:
玻璃熔化能耗〔kgce/t玻璃液〕系指玻璃熔窯每熔化1t玻璃液所消耗的能源轉(zhuǎn)化為千克標(biāo)準(zhǔn)煤〔kgce〕。其計(jì)算公式為:玻璃熔化能耗〔kgce/t玻璃液〕=全年玻璃液能耗〔kgce〕/年熔化玻璃液數(shù)量〔t〕
〔1〕計(jì)算公式是以熔窯投產(chǎn)后第三年度實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)為考核基準(zhǔn),其它年度的玻璃液熔化能耗應(yīng)按每減增一年相應(yīng)減增1.5%,折算成第三年度的能耗指標(biāo)。
〔2〕地區(qū)氣溫對(duì)玻璃熔化能耗基準(zhǔn)值的影響按以下原那么修正:長(zhǎng)江以南地區(qū)減少2%,長(zhǎng)城以北地區(qū)增加2%,其它地區(qū)不變。
〔3〕重油、天然氣、原煤的低位發(fā)熱量應(yīng)采取實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),其次可采用生產(chǎn)單位給定數(shù)據(jù),以上均有困難方可采取以下平均數(shù)據(jù):
重油取9800×4.18kJ/kg;天然氣取8600×4.18kJ/kg;
原煤中大同煤、神木煤、兗州煤等取6000×4.18kJ/kg;
其它煤取5000×4.18kJ/kg。
〔4〕電、液化石油氣、氧氣等二次能源和耗能工質(zhì)需進(jìn)行能源等價(jià)值折算:
1度電〔1kwh〕折0.366千克標(biāo)煤;1kg液化石油氣折1.780千克標(biāo)煤;
1m3氧氣折0.4千克標(biāo)煤。四、玻璃熔窯主要技術(shù)指標(biāo)確實(shí)定:二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定產(chǎn)品分類指標(biāo):玻璃熔化能耗(kgce/t玻璃液)玻璃啤酒瓶(1)≤172;
(2)≤220玻璃瓶罐(1)(3)≤200(4)≤220(2)(3)≤220(4)≤260玻璃器皿(1)≤200;
(2)≤260玻璃保溫瓶膽≤300玻璃儀器(1)≤800;
(5)≤440玻璃熔化能耗限額應(yīng)到達(dá)表4-2中要求。表4-2新建或改擴(kuò)建玻璃熔窯玻璃熔化能耗限額
注:1、kgce=千克標(biāo)煤
2、〔1〕是指重油、天然氣等作為主要燃料的玻璃熔窯。
3、〔2〕是指用發(fā)生爐煤氣作為主要燃料的玻璃熔窯。
4、〔3〕是指普通玻璃料〔Fe2O3≥0.06%〕;〔4〕是指高白料〔Fe2O3<0.06%〕。
5、〔5〕是指全電熔窯。二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定產(chǎn)品分類指標(biāo):窯爐周期熔化率(t玻璃液/m2)玻璃啤酒瓶(1)≥5000;
(2)≥4000玻璃瓶罐(1)(3)≥5000(4)≥4200(2)(3)≥4000(4)≥3400玻璃器皿(1)≥4200;
(2)≥3400玻璃保溫瓶膽≥3700玻璃儀器(1)≥1350;
(5)≥26804.3窯爐周期熔化率:
窯爐周期熔化率〔t玻璃液/m2〕是指玻璃熔窯自烤窯放料后到熔窯的小爐、熔化部、工作部、蓄熱室等部位因受損而停窯冷修之前每1m2熔化面積所熔制的玻璃液總量〔t〕。
熔爐周期熔化率限額應(yīng)到達(dá)表4-3中要求。表4-3新建或改擴(kuò)建玻璃熔窯窯爐周期熔化率限額注:1、kgce=千克標(biāo)準(zhǔn)煤
2、〔1〕是指重油、天然氣等作為主要燃料的玻璃熔窯。
3、〔2〕是指用發(fā)生爐煤氣作為主要燃料的玻璃熔窯。
4、〔3〕是指普通玻璃料〔Fe2O3≥0.06%〕;〔4〕是指高白料〔Fe2O3<0.06%〕。
5、〔5〕是指全電熔窯。二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定五、玻璃熔窯根本結(jié)構(gòu)及有關(guān)參數(shù)確實(shí)定:
5.1熔化部
熔化池面積按下式確定:
F熔=P/E
式中:F熔——熔化池面積〔m2〕
P——出料量〔t/24h〕
E——熔化率[t/(m2.24h)]
熔化池容量一般按玻璃液在熔化池內(nèi)流程時(shí)間[〔熔化池存料量/日出料量〕×24h]在30~36小時(shí)范圍內(nèi)考慮,最低不得小于27小時(shí)。
馬蹄形火焰熔窯熔化池長(zhǎng)寬比值范圍一般為1.4~2.0;橫火焰熔窯熔化池長(zhǎng)寬比值范圍一般為1.6~2.2,橫火焰池窯寬度不宜小于5m。二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定池壁宜用整塊根本無(wú)縮孔熔鑄鋯剛玉大磚豎向排列配磨砌成;采用雙層池壁時(shí),其上層禁用傾斜澆鑄的熔鑄鋯剛玉磚,應(yīng)選用無(wú)縮孔熔鑄鋯剛玉磚,上下層池壁磚配磨后的接縫應(yīng)≤0.3mm,以減少玻璃液對(duì)上層池壁磚的向上鉆孔侵蝕。
池深是指池壁頂部至池底的距離。熔化池熔化區(qū)的池深一般采用以下尺寸:顏色玻璃為1100~1300mm,無(wú)色玻璃為1300~1600mm。熔化池澄清區(qū)較熔化區(qū)增加的深度一般為100~1000mm。每座熔窯澄清區(qū)加深的深度應(yīng)根據(jù)玻璃液的溫度梯度值和熔窯的出料量而定,一般情況下,溫度梯度值大,出料量少的熔窯其澄清區(qū)增加的深度較小,溫度梯度值小、出料量大的池窯其澄清區(qū)增加的深度大。
熔化池池壁頂部至玻璃液面的距離一般為50~80mm;池壁頂面標(biāo)高允許誤差不應(yīng)超過(guò)0~+5mm。
池底宜采用多層式結(jié)構(gòu),厚度一般為900~1100mm。池底頂部應(yīng)用厚75~150mm無(wú)縮孔熔鑄鋯剛玉磚配磨鋪砌鋪面層;鋪面層下面應(yīng)設(shè)置50~80mm與鋪面磚晶相根本相同的本體料密封層。二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定采用鼓泡的池底,應(yīng)選用整塊且厚度500~700mm的優(yōu)質(zhì)無(wú)縮孔熔鑄鋯剛玉磚〔ZrO241%級(jí)〕作為鼓泡磚,并應(yīng)增強(qiáng)鼓泡周?chē)伱鎸拥目鼓颓治g能力;鼓泡磚底部需進(jìn)行外強(qiáng)制冷卻,以延長(zhǎng)鼓泡磚的使用壽命和防止從鼓泡管處漏料。
池底鼓泡宜采用精密控制的低頻鼓泡〔0~8個(gè)/分〕技術(shù)。
普通窯坎的高度一般為池深的1/2,寬度一般為300~500mm;淺層澄清式窯坎的高度。其頂面離液面的距離為140~300mm,寬度為750~1000mm。窯坎必須選用優(yōu)質(zhì)ZrO241%級(jí)無(wú)縮孔熔鑄鋯剛玉磚砌筑,接縫應(yīng)經(jīng)過(guò)精密研磨,并且在磚結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需考慮到烤窯過(guò)程中能使之緊密配合。為了減緩窯坎侵蝕速度,窯坎設(shè)計(jì)中可采取如下措施:
〔1〕用表層澆鑄有鉬板的無(wú)縮孔熔鑄鋯剛玉磚〔ZrO241%級(jí)〕砌筑窯炊。
〔2〕窯坎外表安裝鉬保護(hù)罩。
〔3〕窯坎內(nèi)通入管道進(jìn)行間接水冷卻。二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定出料量每10t/24h所需流液洞的通道截面積一般為1〔dm2〕;流液洞通道高度宜為200~300mm;通道長(zhǎng)度宜1000~1600mm。
傾斜流液洞的傾斜角一般為15~20°。下沉流液洞下沉深度一般為200~600mm,每座熔窯流液洞的下沉深度應(yīng)視玻璃液的溫度梯度值和熔窯的出料量而定。
流液洞應(yīng)用優(yōu)質(zhì)ZrO241%級(jí)無(wú)縮孔熔鑄鋯剛玉磚砌筑,其流液洞蓋板可選用外表內(nèi)層含澆鑄有鉬板的無(wú)縮孔熔鑄鋯剛玉磚〔ZrO241%級(jí)〕砌筑,也可在流液洞內(nèi)設(shè)置鉬保護(hù)罩。
加料口拐角應(yīng)選用整塊優(yōu)質(zhì)ZrO241%級(jí)無(wú)縮孔熔鑄鋯剛玉磚砌筑;顏色鈉鈣玻璃和硼玻璃熔窯可選用熔鑄鉻鋯剛玉磚砌筑。加料口拱應(yīng)單獨(dú)加固、能自由地膨脹。
熔化部采用電助熔時(shí),應(yīng)選用整塊優(yōu)質(zhì)ZrO241%級(jí)無(wú)縮孔熔鑄鋯剛玉磚作電極磚。二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定窯型燃燒空間熱負(fù)荷[×4.18kJ/(m3·h)]馬蹄形火焰熔窯(4.5~8.9)×104橫火焰熔窯(6.5~11.6)×104燃燒空間熱負(fù)荷〔單位時(shí)間的供熱量與有效燃燒空間容積之比〕一般如表5-1所示。表5-1二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定窯拱跨度(mm)拱磚厚度(mm)<30002503000~49003004900~6700350或375>6700450窯拱〔大碹〕應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)硅磚砌筑,拱磚厚度與窯拱磚厚度與窯拱跨度關(guān)系一般如表5-2所示。窯拱中心角一般為60°。窯拱每隔3~5m應(yīng)留設(shè)一條膨脹縫,其尺寸一般為總長(zhǎng)度的1.1~1.4%。窯拱拱腳磚必須緊靠拱腳梁或金屬箍。窯拱應(yīng)盡量采用獨(dú)立支撐、加固和單獨(dú)調(diào)整的結(jié)構(gòu)。表5-2二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定項(xiàng)目?jī)?yōu)質(zhì)硅質(zhì)耐火泥(BGN-96)耐火度,耐火錐號(hào)(WZ)171冷態(tài)抗折粘結(jié)強(qiáng)度(MPa):
110℃干燥后不小于
1400℃×3h燒后不小于
0.8
0.5粘結(jié)時(shí)間(min)2~3粒度組成(%):
+0.5mm不大于
-0.074mm不小于
2
60化學(xué)組成(%):
SiO2不小于
Al2O3不大于
Fe2O3不大于
96
0.6
0.70.2MPa荷重軟化開(kāi)始溫度(℃)不低于1620注:標(biāo)準(zhǔn)屬性及名稱:YB384-91硅質(zhì)耐火泥漿窯拱應(yīng)錯(cuò)縫砌筑,嚴(yán)禁環(huán)砌。窯拱磚縫厚度≤1.5mm,一般采用1.0mm;窯拱磚縫應(yīng)上下一致,嚴(yán)禁上小下大。窯拱磚縫應(yīng)選用符合表5-3所示標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)硅質(zhì)耐火泥砌筑,嚴(yán)禁使用全部用石英細(xì)粉配置且抗折粘結(jié)強(qiáng)度未達(dá)標(biāo)的硅質(zhì)耐火泥砌筑窯拱。表5-3二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定胸墻高度一般為0.7~2m。應(yīng)采用基質(zhì)玻璃相滲出溫度高的氧化法熔鑄鋯剛玉磚砌筑,盡量防止熔鑄鋯剛玉磚與硅磚直接接觸,特別是直接砌筑在硅磚的上面。用于胸墻部位的鋯英石磚必須具備高的荷重軟化溫度〔T0.6≥1700℃〕和極好的高溫蠕變性能。胸墻應(yīng)采用獨(dú)立支撐和自身加固結(jié)構(gòu)。
空間擋墻〔又稱花格墻〕應(yīng)盡量砌成密閉的隔墻或去掉空間擋墻而將熔化部與作業(yè)部獨(dú)立砌筑??臻g擋墻一般采用氧化法熔鑄鋯剛玉磚砌筑。二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定5.2作業(yè)部:
作業(yè)池面積按下式計(jì)算:F作=α·F熔式中:F作——作業(yè)池面積〔m2〕;F熔——熔化池面積〔m2〕;α=0.05~0.25。
作業(yè)池容量一般按玻璃液流程時(shí)間在1~2小時(shí)范圍內(nèi)考慮,作業(yè)池底部和四周應(yīng)盡量減少或消除死角,以防止產(chǎn)生死料。
池壁禁采用復(fù)原法生產(chǎn)的熔鑄鋯剛玉磚砌筑。用于連接供料道的供料槽使用熔鑄鋯剛玉磚時(shí),必須使其內(nèi)端面和下面的池壁內(nèi)面平齊或向供料道側(cè)錯(cuò)后一些。池壁至玻璃液的距離一般應(yīng)比熔化池池壁距玻璃液面的距離低20mm。顏色玻璃熔窯的作業(yè)池池深宜為0.3~0.4m,無(wú)色玻璃熔窯的作業(yè)池池深為0.4~0.6m。
一般采用多層式池底結(jié)構(gòu),厚度一般為600~1500mm。嚴(yán)禁采用復(fù)原法生產(chǎn)的熔鑄鋯剛玉磚鋪砌池底鋪面層。
窯拱中心角一般為60°,拱磚厚度宜為250~300mm,胸墻高度一般為0.4~1.0m。狹長(zhǎng)作業(yè)部〔俗稱分配料道〕的火焰空間,應(yīng)用隔墻分成單獨(dú)局部進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。與供料道相接觸,應(yīng)設(shè)置分隔閘板。二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定
5.3小爐:
橫火焰熔窯第一對(duì)小爐側(cè)墻與加料口側(cè)端墻的間距一般為1.5~2.4m,最后一對(duì)小爐側(cè)墻與流液洞墻的間距一般為0.8~1.8m。馬蹄形火焰熔窯小爐側(cè)墻與胸墻的間距一般為0.5~1.0m,小爐中心線向熔窯中心線一般傾斜2~6°。
馬蹄形火焰熔窯后墻一側(cè)小爐噴火口的總體寬度一般為熔化池池寬的55~70%;橫火焰熔窯一側(cè)小爐噴火口的寬度一般為熔化池池長(zhǎng)的45~55%。二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定燃料種類窯型空氣流速(1200℃、m/s)廢氣流速(1500℃、m/s)燃料油或天然氣橫火焰8~1210~14馬蹄形火焰9~1312~18發(fā)生爐煤氣橫火焰—10~16馬蹄形火焰—12~20
小爐噴火口的氣流速度一般如表5-4中所示。表5-4
火焰噴射角一般為5~10°?;鹧鎳娚浣鞘侵感t噴出火焰方向?qū)θ鄹G玻璃液面的傾角。通常以空氣和煤氣〔或重油噴霧后〕流股的動(dòng)量作為矢量,按平行四邊形法,其合矢量可以估計(jì)火焰噴射角。二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定小爐與蓄熱室應(yīng)用豎向膨脹縫分開(kāi)。
噴火口、斜碹及發(fā)生爐煤氣熔窯小爐的舌頭碹應(yīng)選用玻璃相滲出溫度高的氧化法熔鑄鋯剛玉磚砌筑。
舌頭碹用不同材質(zhì)的磚砌筑時(shí),其碹腳應(yīng)注意采用獨(dú)立加固、單獨(dú)調(diào)節(jié)的鋼結(jié)構(gòu)。舌頭碹頂部需采取行之有效的密封措施,以防舌頭碹穿火。二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定5.4蓄熱室:
馬蹄形火焰熔窯應(yīng)采用箱形蓄熱室圍體結(jié)構(gòu),在廠房面積允許的條件下,可采用多通道箱形蓄熱室圍體結(jié)構(gòu)。橫火焰熔窯應(yīng)盡量采用半分隔箱形蓄熱室圍體結(jié)構(gòu)。采用堿性磚或硅磚砌筑蓄熱室圍體時(shí),必須設(shè)置適合的膨脹縫或能吸收膨脹的相應(yīng)結(jié)構(gòu)。
蓄熱室圍體的拱頂中心角一般為90~180°;拱頂厚度應(yīng)為300~350mm;側(cè)墻厚度一般為580~700mm;隔墻厚度一般為460~630mm。
蓄熱室圍體的設(shè)計(jì)和砌筑必須保證蓄熱室圍體具有良好的氣密性;蓄熱室圍體外側(cè)應(yīng)用密封性保溫涂料嚴(yán)格密封。二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定蓄熱室格子體體積與熔化面積之比值范圍一般為3~4.5m3/m2,格子體高度一般為6~11m。格子體內(nèi)氣流速度一般為2~3.5m/s。燃燒發(fā)生爐煤氣時(shí),空氣蓄熱室與煤氣蓄熱室格子體體積之比一般為2~3.5︰1。煤氣蓄熱室中,不得采用含鐵量較高的磚材〔例鎂鉻磚、鎂橄欖石磚、鋁鉻碴磚〕擺砌格子體。熔化含硼玻璃的熔窯,嚴(yán)禁采用堿性磚擺砌蓄熱室格子體。堿性格子磚不宜擺砌成西門(mén)子式格子體。堿性磚嚴(yán)禁雨淋和受潮。二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定格子體支撐拱〔又稱爐條碹〕中心角一般為90~180°,拱厚一般為300~460mm,寬度一般為113~172mm。支撐拱之間凈距〔又稱氣流通道寬度〕一般為200~300,支撐拱上面必須設(shè)置格子體支撐磚,普通蓄熱室的支撐拱一般選用優(yōu)質(zhì)低氣孔粘土磚砌筑。
多通道箱形蓄熱室第一、二通道的底部溫度較高,為了保障混凝土根底受熱不超過(guò)平安使用溫度,應(yīng)在其底部與根底之間設(shè)置冷卻風(fēng)道,對(duì)于多通道煤氣蓄熱室,其蓄熱室底部應(yīng)加設(shè)鐵皮等密封設(shè)施,以防止空氣滲漏到煤氣蓄熱室中。
多通道箱形蓄熱室第三通道的格子體頂部容易堵塞,應(yīng)在其圍體上部〔拱頂和側(cè)墻〕設(shè)置適量的清灰孔。二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定5.5窯體保溫:
窯體各部位保溫強(qiáng)度可用隔熱度〔見(jiàn)表5-5〕計(jì)算評(píng)價(jià)。隔熱度應(yīng)按下式計(jì)算:
隔熱度=〔b1/λ1+b2/λ2+……+bn/λn〕×1.163×10
式中:b1、b2……bn——耐火磚或保溫材料廠的厚度〔m〕
λ1、λ2……λn——熱傳導(dǎo)率,系指耐火磚和保溫材料
在其平均溫度下的熱傳導(dǎo)率,其推薦值見(jiàn)表5-6
加料口拐角磚和流液洞蓋板頂面等特殊部位不宜進(jìn)行保溫。二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定項(xiàng)
目隔熱度
熔化部大碹10~20胸墻10~20池壁8~15池底10~25
作業(yè)部窯拱15~25胸墻10~20池壁10~20池底15~25小爐拱10~20側(cè)墻10~15蓄熱室拱10~20墻15~25表5-5窯體各部位隔熱度計(jì)數(shù)值二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定耐火磚或保溫材料名稱熱傳導(dǎo)率推薦計(jì)算值[×1.163KJ/(m·k)]電熔鑄AZS磚(F-AZS)5.3電熔鑄α·β剛玉磚4.5電熔鑄β剛玉磚6.0燒結(jié)AZS磚(B-AZS)2.1鋯英石磚2.15硅磚1.7電熔鑄AZS質(zhì)搗打料1.85鋯英石質(zhì)搗打料1.8鋯莫來(lái)石質(zhì)搗打料1.75鎂磚2.7鎂鉻磚2.1硅線石和熱風(fēng)莫來(lái)石磚
SK37
SK36(AL2O3≥55%)
SK34
SK32
1.6
1.5
1.1
0.8表5-6耐火磚或保溫材料熱傳導(dǎo)率推薦計(jì)算值二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定耐火磚或保溫材料名稱熱傳導(dǎo)率推薦計(jì)算值[×1.163KJ/(m·k)]輕質(zhì)硅磚
r=1.1
r=0.8
0.7
0.6輕質(zhì)高鋁磚
r=1.4
r=1.0
r=0.8
r=0.5
0.66
0.42
0.38
0.19輕質(zhì)粘土磚
r=1.25
r=1.05
r=0.8
0.43
0.41
0.32表5-6耐火磚或保溫材料熱傳導(dǎo)率推薦計(jì)算值二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定耐火磚或保溫材料名稱熱傳導(dǎo)率推薦計(jì)算值[×1.163KJ/(m·k)]硅藻土磚
r=0.45
r=0.7
r=0.75
0.11
0.3
0.4硅酸鈣板(輕)0.08硅酸鈣板0.1巖棉0.07陶瓷纖維0.08保溫涂料0.07表5-6耐火磚或保溫材料熱傳導(dǎo)率推薦計(jì)算值二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定煙氣溫度(℃)700~800500~600300~400<200距離(m)>0.5≥0.4≥0.2≥0.15.6煙道:
煙道中廢氣流速一般取1~3Nm/s,煙道截面高度不宜低于700mm,寬度不宜小于600mm。
煙道布置應(yīng)充分考慮到煙氣需要末端治理時(shí)所需要的設(shè)施場(chǎng)地;煙道長(zhǎng)度應(yīng)盡量短,減少拐彎和防止截面突變;煙道爬坡角度不宜大于30°。
煙道通過(guò)廠房柱基時(shí),煙道外壁與柱基外表間距應(yīng)按表5-7中所列數(shù)值考慮。表5-7
煙道與蓄熱室接口處,煙道在囪接口處,需留設(shè)膨脹縫,縫寬10~20mm。
煤氣煙道內(nèi)外外表及配套設(shè)備必須采取措施進(jìn)行嚴(yán)格密封,并應(yīng)在煙道系統(tǒng)中設(shè)置防爆裝置。
煙道中應(yīng)防止進(jìn)水,埋入地下的煙道應(yīng)采取可靠邊的防水、排水措施。
窯外煙道拱頂外外表及側(cè)墻外外表應(yīng)采取防水處理措施,以防地面水滲入,一般情況下可涂抹一層20~30mm厚瀝青、砂子混合物。二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定煙囪材質(zhì)煙氣溫降范圍(℃/m)磚煙囪0.5~1.5混凝土煙囪1~1.5鋼板煙囪內(nèi)壁襯磚2~3不帶內(nèi)襯4~65.7煙囪:
玻璃熔窯煙囪高度應(yīng)由以下因素決定:
〔1〕熔窯煙囪高度按排煙阻力計(jì)算確定,并應(yīng)考慮熔窯潛在能力的發(fā)揮和熔窯后期阻力的增加。
〔2〕在煙囪周?chē)霃?00m的距離內(nèi)有建筑物時(shí),煙囪高度應(yīng)高出最高建筑物3m。
〔3〕煙氣在煙囪內(nèi)的溫降可按表5-8中所列數(shù)值考慮。表5-8二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定煙囪高度(m)20253035、40出口直徑(m)0.8、1.0、1.20.8、1.0、1.20.8、1.0、1.2、1.41.0、1.2、1.4、1.6、1.8煙囪高度(m)45、5055606570、75、80出口直徑(m)1.4、1.6、1.8、2.0、2.21.6、1.8、2.22.0、2.2、2.42.2、2.4、2.62.6、2.8、3.2、3.6煙囪出口直徑應(yīng)根據(jù)進(jìn)入煙囪的煙氣量和煙囪出口的煙氣流速計(jì)算,煙囪出口的煙氣流速不低于2Nm/s,一般取2.5~4.5Nm/s。煙囪出口直徑≤0.7m時(shí),應(yīng)采用鋼板煙囪,進(jìn)入鋼板煙囪的煙氣溫度高于450℃時(shí),煙囪內(nèi)壁需襯耐火磚。圓形磚煙囪的最小直徑為0.7m,常用出口直徑范圍為0.8~1.8m〔見(jiàn)表5-9〕。鋼筋混凝土煙囪常用出口直徑范圍為1.4~3.6m〔見(jiàn)表5-10〕。表5-9表5-10兩座熔窯共用一個(gè)煙囪時(shí),煙囪底部應(yīng)設(shè)高度不低于8m的中間隔墻。
煙囪底部根底邊緣距鐵路邊線不宜小于5m。二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定使用部位使用條件溫度(℃)選用的耐火材料
熔
化
部窯拱(大碹)高溫堿蒸汽1500~1600優(yōu)質(zhì)硅磚拱腳磚粉料的飛散和拱頂熔融后的流下物1500~1600優(yōu)質(zhì)硅磚、低蠕變鋯英石磚胸墻1500~1600F-AZS、優(yōu)質(zhì)硅磚、低蠕變鋯英石磚、RA-H(流液洞磚)后墻(加料口側(cè))1450~1600F-AZS、優(yōu)質(zhì)硅磚掛勾磚、噴嘴磚1500~1600F-AZS池壁與玻璃液接觸1400~1600F-AZS(QX和WS)加料口拐角磚與玻璃液接觸、溫度變化、粉料堆集較大、機(jī)械沖刷1400~1600F-AZS(WS、ZrO2
41%級(jí))、F-AZSC鼓泡磚、電極磚及窯坎與玻璃液接觸、液流的強(qiáng)制沖刷1400~1600F-AZS(WS、ZrO2
41%級(jí))流液洞蓋板與璃璃液接觸、氣液相向上鉆孔侵蝕1300~1450F-AZS(WS、ZrO2
41%級(jí))、F-AZSC流液洞通道側(cè)壁與璃璃液接觸F-AZS(WS)池底鋪面層與璃璃液接觸、金屬向下鉆孔侵蝕、氣液相向上鉆孔侵蝕1300~1500F-AZS(WS)池底密封層金屬向下鉆孔侵蝕1200~1400電熔鑄AZS質(zhì)搗打料+鋯英石磚或B-AZS六、玻璃熔窯耐火材料確實(shí)定
玻璃熔窯中各主要部位所選用的耐火材料一般如表6-1所示。表6-1二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定使用部位使用條件溫度(℃)選用的耐火材料作
業(yè)
部拱頂及拱腳磚低溫且溫度變化也少,無(wú)粉塵飛散1250~1400硅磚、莫來(lái)石/硅線石磚胸墻低溫且溫度變化少,無(wú)粉塵飛散1250~1400硅磚、莫來(lái)石/硅線石磚池壁與玻璃液接觸1300~1400F-AZS(氧化法)、RA-M池底鋪面層與璃璃液接觸、氣液相向上鉆孔侵蝕1300~1400F-AZS(WS、氧化法)、RA-M小
爐小爐噴火口的拱和側(cè)墻粉料的飛揚(yáng)、拱頂熔融后的流下物及高溫的溫度變化1500~1600F-AZS小爐斜拱插入平拱、底及側(cè)墻粉料的飛散、高溫的溫度變化1450~1550F-AZS直接結(jié)合鎂磚(MgO97%)、優(yōu)質(zhì)硅磚、B-AZS、再燒結(jié)電熔莫來(lái)石磚六、玻璃熔窯耐火材料確實(shí)定
玻璃熔窯中各主要部位所選用的耐火材料一般如表6-1所示。表6-1二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定使用部位使用條件溫度(℃)選用的耐火材料蓄
熱
室拱頂、上部墻空氣粉料的飛散、高溫的溫度變化、氧氣還原的反復(fù)(煤氣)1300~1500優(yōu)質(zhì)硅磚、直接結(jié)合鎂磚(MgO97%)、再燒結(jié)電熔莫來(lái)石磚煤氣優(yōu)質(zhì)硅磚、再燒結(jié)電熔莫來(lái)石磚中部墻空氣粉料的飛散、高溫的溫度變化、氧氣還原的反復(fù)(煤氣)1300~1500硅磚、電熔再結(jié)合鎂磚,低氣孔率粘土磚(9~12%)煤氣低氣孔率粘土磚(≤12%)下部墻低溫的溫度變化低氣孔率粘土磚頂部格子磚空氣高溫的溫度變化、粉料飛散、氧化還原的反復(fù)(煤氣)鎂鋯磚、ER5312RX煤氣再燒結(jié)電熔AZS磚六、玻璃熔窯耐火材料確實(shí)定
玻璃熔窯中各主要部位所選用的耐火材料一般如表6-1所示。表6-1二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定使用部位使用條件溫度(℃)選用的耐火材料蓄
熱
室上部格子磚空氣高溫的溫度變化、粉料飛散、氧化還原的反復(fù)(煤氣)1200~1400直接結(jié)合鎂磚(MgO97%)+電熔再結(jié)合鎂磚(MgO95%)、ER5312RX煤氣1100~1200三低(低蠕變、低氣孔率、低鐵)磚、再燒結(jié)電熔AZS磚中部格子磚空氣堿蒸汽的凝縮、硫酸鹽的固液變化、氧化還原的反復(fù)(煤氣)1000~1200電熔再結(jié)合鎂磚(MgO92%)、中溫鎂鋯磚、ER1682RX煤氣800~1000超低氣孔率粘土磚(≤12%)、低氣孔率粘土磚(≤15%)下部格子磚空氣低溫的溫度變化600~1000低氣孔率粘土磚(≤15%)煤氣400~800格子體支撐塊溫度荷重、粉塵的固著、溫度的變化>1000F-AZS、莫來(lái)石/硅線石磚≤700低氣孔率粘土磚(≤15%)備
注1、F-AZS表示熔鑄鋯剛玉磚;2、F-AZSC表示熔鑄鉻鋯剛玉磚;
3、B-AZS表示燒結(jié)鋯莫來(lái)磚;4、RA-M表示熔鑄α·β剛玉磚,RA-H表示熔鑄β剛玉磚;
5、QX表示傾斜澆鑄、WS表示無(wú)縮孔;
6、電熔再結(jié)合鎂磚(MgO92%)是指配料中電熔鎂砂加入量不小于30%;
7、表中所示溫度是指熱電偶或光學(xué)高溫計(jì)測(cè)的溫度。六、玻璃熔窯耐火材料確實(shí)定
玻璃熔窯中各主要部位所選用的耐火材料一般如表6-1所示。表6-1二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定項(xiàng)
目特級(jí)優(yōu)質(zhì)硅磚優(yōu)質(zhì)硅磚化學(xué)組成(%)SiO2≥96≥96Al2O3≤0.3-Fe2O3≤0.65≤0.8熔融指數(shù)=Al2O2+2(K2O+Na2O)%<0.45<0.50.2MPa荷重軟化溫度(T0.6、℃)>1685≥1680顯氣孔率(%)≤19≤21體積密度(g/cm3)≥1.86≥1.83真密度(g/cm3)≤2.33≤2.34常溫耐壓強(qiáng)度(MPa)≥40≥35適用范圍大型玻璃熔窯中小型玻璃熔窯玻璃熔窯用耐火材料質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求和國(guó)家現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,其中應(yīng)注意:
〔1〕大碹用優(yōu)質(zhì)硅磚的主要性能應(yīng)滿足表6-2中的指標(biāo)。表6-2二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定名稱ZrO2(%)顯氣孔率
(%)體積密度
(g/cm3)常溫耐壓強(qiáng)度
(MPa)荷重軟化溫度
(T0.6)用途低蠕變鋯英石磚>65≤16≥3.85≥150≥1700上部結(jié)構(gòu)普通型鋯英石磚>63≤19≥3.65≥70≥1560池底〔2〕用于上部結(jié)構(gòu)的鋯英石必須選用在配料中引入高溫型燒結(jié)骨料〔用等靜壓法成形經(jīng)過(guò)高溫?zé)啥扑槌傻拇值募饨穷w?!场@微結(jié)構(gòu)存在著粗大的聚集體的高荷軟和低蠕變的鋯英石磚,主要性能如表6-3中所示。表6-3二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定項(xiàng)目單位指標(biāo)ZrO233%ZrO241%
化學(xué)
組成Al2O3
%余量余量ZrO2≥32.5≥41SiO2≤15.5≤12.5Na2O≤1.3≤1.0CaO+TiO2+Fe2O3(TiO2+Fe2O3)≤0.3(≤0.15)≤0.3(≤0.02)晶相
結(jié)構(gòu)剛玉與斜鋯石的共晶體≥65≥56散落斜鋯石≤6.5≤12玻璃相≤21≤17體積
密度普通澆鑄(PT)≥3.50—傾斜澆鑄(QX)≥3.50—基本無(wú)縮孔(MS)≥3.65≥3.85無(wú)縮孔(WS)≥3.72≥4.0氧化程度殘?zhí)亢俊?.08≤0.08玻璃相滲出溫度(初滲)℃≥1450≥1500產(chǎn)品外觀顏色淡黃色淡黃色〔3〕熔鑄鋯剛玉磚〔F-AZS〕的質(zhì)量應(yīng)到達(dá)表6-4中的指標(biāo)。表6-4熔窯鋯剛玉磚的理化性能二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定制品名稱代號(hào)化學(xué)成份(%)晶相結(jié)構(gòu)(%)體積密度
(g/cm3)真比重
(g/cm3)常溫耐壓強(qiáng)度(MPa)Al2O3Cr2O3ZrO2Na2OCaO+TiO2
+Fe2O3斜鋯石Al2O3/Cr2O3固熔體玻璃相ER21612827271.12.62753204.04.11350〔4〕熔鑄鉻鋯剛玉磚〔F-AZSC〕的質(zhì)量應(yīng)到達(dá)表6-5中的指標(biāo)。表6-5熔鑄鉻鋯剛玉磚的理化性能二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定項(xiàng)目單位直接結(jié)合鎂磚(MgO97%)高溫型鎂鋯磚中溫型鎂鋯磚
化學(xué)
組成MgO
%97.076.074.0Al2O30.60.30.5CaO1.30.71.1SiO20.69.09.6ZrO2--13.513.0C/S2.2<0.1<0.1體積密度g/cm33.013.223.04顯氣孔率%14.511.016.5常溫耐壓強(qiáng)度MPa100120115線性熱膨脹(1400℃)%1.951.801.800.2MPa荷重軟化溫度(T0.5)℃≥1700≥1680≥1570抗高溫蠕變(1600℃×25h、2kg/cm2)%<0.1------
備注C/S表示CaO/SiO2的比值:C/S<0.96,鎂磚中的生成結(jié)合相為鎂橄欖石(M2S);C/S>1.87,鎂磚中的生成結(jié)合相為硅酸二鈣(C2S);M2S的熔點(diǎn)為1890℃,C2S的熔點(diǎn)為2130℃〔5〕用于小爐斜拱、插入平拱、蓄熱室拱頂和蓄熱室上部中間隔墻的直接結(jié)合鎂磚必須是用高純度〔MgO>97%〕大顆粒電熔鎂砂〔粒度>200μm〕,在1800℃高溫下燒結(jié)并在1600℃溫度下具有極好的抗高溫蠕變性能的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,其主要性能如表6-6所示。表6-6二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定名稱化學(xué)組成(%)顯氣孔率(%)體積密度
(g/cm3)荷重軟化溫度
(T0.6℃)常溫耐壓強(qiáng)度
(MPa)Al2O3SiO2Fe2O3再燒結(jié)電熔莫來(lái)石磚≥75≤24≤0.3≤17≥2.70≥1700≥90〔6〕蓄熱室格子體頂部〔鈉鈣玻璃〕一般應(yīng)選用抗硅粉和抗五氧化二釩侵蝕能力強(qiáng)的高溫型鎂鋯磚〔見(jiàn)表6-6〕;冷凝區(qū)的格子體宜選用抗硫化物侵蝕能力強(qiáng)的中溫型鎂鋯磚〔見(jiàn)表6-6〕。
〔7〕用于蓄熱室拱頂和上部中間隔墻的莫來(lái)石磚應(yīng)選用有極好的抗蠕變性能、在長(zhǎng)期負(fù)荷下剩余收縮近乎為零的再燒結(jié)電熔莫來(lái)石制品,其主要性能如表6-7。表6-7二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定名稱化學(xué)組成(%)顯氣孔率(%)體積密度(g/cm3)常溫耐壓強(qiáng)度(MPa)荷重軟化溫度(T0.6℃)2kg/cm2
1200℃×50hSiO2Al2O3ZrO2Fe2O3再燒結(jié)電熔AZS磚≤18≥49≥30≤0.5≤18≥3.0≥100>1650—三低磚—≥45—≤0.9≤9≥2.45≥80≥1540≤0.05〔8〕用于煤氣蓄熱室格子體頂部和上部的再燒結(jié)電熔AZS磚和三低磚的主要性能應(yīng)滿足表6-8中的指標(biāo)。表6-8二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定項(xiàng)目ER1682RXER5312RX
化學(xué)組成(%)Al2O3
ZrO2
SiO2
Na2O
MgO
Fe2O3
TiO2
CaO50.6
32.5
15.6
—
—
1.3
—
—87.5
—
—
4.5
8.0
—
—
—
晶相組成(%)α剛玉
玻璃相
斜鋯石
β剛玉47
21
32
——
<1
—
主相體積密度(g/cm3)33002900真密度(g/cm3)38403370常溫耐壓強(qiáng)度(Pa)2×108(200kg/cm2)0.6×108(600kg/cm2)荷重軟化溫度(0.2MPa)T0.6℃≥1700≥1750〔9〕用熔鑄十字型磚砌蓄熱室格子體時(shí),其頂部和上部應(yīng)用熔鑄氧化鋁材質(zhì)的十字型磚〔ER5312RX〕擺砌,主要技術(shù)性能見(jiàn)表6-9。熔鑄十字形磚一般多用于硼玻璃和特殊玻璃熔窯。表6-9熔窯十字形磚主要型號(hào)產(chǎn)品的技術(shù)性能二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定名稱化學(xué)組成(%)體積密度
(g/cm3)氣孔率
(%)常溫耐壓強(qiáng)度
(MPa)荷重軟化溫度
(T0.6℃)Al2O3SiO2Fe2O3莫來(lái)石/硅線石磚≥64.5≤33.5≤0.8≥2.55<15.5≥75≥1650〔10〕多通道蓄熱室第一、二通道底部煙氣溫度>1000℃時(shí),格子體支撐拱應(yīng)選用熔鑄鋯剛玉磚或莫來(lái)石/硅線石磚砌筑,莫來(lái)石/硅線石磚的主要性能應(yīng)滿足表6-10中的指標(biāo)。表6-10莫來(lái)石/硅線石磚的主要技術(shù)性能二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定七、玻璃熔窯鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求:
鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)在考慮地震對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響前提下,保證熔窯在高溫工作條件下有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。
窯底鋼結(jié)構(gòu),即主梁、次梁及支撐板之間的構(gòu)造,應(yīng)能適應(yīng)熔窯在升溫和降溫條件下的受力、變形特性。
窯體鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),應(yīng)能保證大碹、胸墻、池壁、加料口、小爐及蓄熱室等進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié),以便能有控制地滿足這些部位在烘窯過(guò)程及高溫工作時(shí)對(duì)膨脹變化的要求。
加料口池壁的鋼結(jié)構(gòu)必須堅(jiān)實(shí)可靠,應(yīng)盡量采用螺栓連接。二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定構(gòu)件主要受力狀況抗彎抗拉抗剪容許應(yīng)力(MPa)14512090材料名稱容許抗彎應(yīng)力(MPa)鑄鋼(ZG270-500)145鑄鐵(HT200)50鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算應(yīng)符合現(xiàn)行GB117?鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?的有關(guān)規(guī)定,并應(yīng)考慮高溫工作環(huán)境的影響。
〔1〕選用Q235〔A3〕鋼時(shí)的高溫容許應(yīng)力,可按表7-1中所列數(shù)值計(jì)算。:表7-1
〔2〕選用鑄鋼與鑄鐵時(shí)的高溫抗彎應(yīng)力,可按表7-2所列數(shù)值計(jì)算。表7-2
鋼結(jié)構(gòu)的焊接構(gòu)件,應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)標(biāo)GB985?氣焊、手工電弧焊及氣體保護(hù)焊焊縫坡口的根本形式與尺寸?規(guī)定的要求,并應(yīng)考慮高溫變形的特點(diǎn)。二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定冷卻部位風(fēng)量出口風(fēng)速池壁
加料口拐角
流液洞
鼓泡磚≥2700m3/h·m
≥2700m3/h·個(gè)
≥7000m3/h·m
≥300m3/h·個(gè)>35m/s
>35m/s
>35m/s
>15m/s注:1、表中數(shù)據(jù)是指顏色玻璃的指標(biāo),無(wú)色玻璃的指標(biāo)應(yīng)按1.1~1.3倍考慮;
2、流液洞的計(jì)量長(zhǎng)度是指流液洞洞口寬度和兩側(cè)墻寬度(2×0.3m)的總和。八、熔窯風(fēng)冷卻:
熔窯冷卻部位一般為池壁、流液洞、加料口拐角磚、鼓泡磚等處。冷卻風(fēng)嘴距冷卻面距離一般為40mm;池壁冷卻風(fēng)嘴中心一般位于玻璃液面下25mm,風(fēng)嘴向上傾斜,風(fēng)嘴與水平面夾角一般為20°,風(fēng)嘴之間的空隙小于30mm;冷卻風(fēng)嘴出口斷面應(yīng)保持整齊、各處相等。
冷卻風(fēng)管的尺寸和布置應(yīng)能保證池壁各冷卻風(fēng)嘴的單位面積出口風(fēng)量與風(fēng)速相等。
熔窯各冷卻部位的冷卻風(fēng)量及冷卻風(fēng)嘴出口速度應(yīng)滿足表8-1中的指標(biāo)。表8-1二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定九、玻璃熔窯的根底:
蓄熱室根底、窯池根底及廠房根底應(yīng)相互分開(kāi),并切實(shí)做好寬度大于3.0cm以上的伸縮縫。
在采用分隔式蓄熱室、墻體有較好的剛度或蓄熱室地基較好〔地耐力>15t/m2〕時(shí),蓄熱室根底可考慮采用條形的剛性根底,剛性條形根底的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到小爐噴火口、蓄熱室墻及格子磚的重量。
地耐力<15t/m2或蓄熱室重量較大的玻璃熔窯宜采用60cm以上厚度的整片鋼筋混凝土根底。
蓄熱室立柱柱腳應(yīng)根據(jù)柱腳所受推力另設(shè)拉筋。二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定指標(biāo)玻璃啤酒瓶玻璃瓶罐玻璃器皿玻璃保溫瓶膽玻璃儀器煙塵產(chǎn)生量
(kg/t產(chǎn)品)≤0.5≤0.6機(jī)壓、壓吹≤0.6
吹制≤0.8≤0.9③≤0.3
④≤1.2SO2產(chǎn)生量
(kg/t產(chǎn)品)≤2.6≤2.6機(jī)壓、壓吹≤2.6
吹制≤3.5≤4.8③0
④≤2.85NOX產(chǎn)生量
(kg/t產(chǎn)品)≤3.1①≤3.1
②≤5.1機(jī)壓、壓吹≤7.3
吹制≤8.5≤6.8③≤4.5
④≤16.3注1、①是指普通玻璃料(Al2O3≥0.06);②是指高白料(Al2O3≥0.06)。
2、③是指全電熔窯。
3、④是指重油、天然氣等作為主要燃料的玻璃熔窯。十、環(huán)境保護(hù):
新建或改擴(kuò)建玻璃熔窯清潔生產(chǎn)污染物產(chǎn)生指標(biāo)應(yīng)到達(dá)表10-1中的要求。表10-1二、日用玻璃熔窯設(shè)計(jì)的根本規(guī)定由于燃料、工藝技術(shù)等客觀因素,主要污染物產(chǎn)生指標(biāo)難以到達(dá)清潔生產(chǎn)物產(chǎn)生指標(biāo)或被地方環(huán)保部門(mén)認(rèn)定為主要污染物未到達(dá)當(dāng)?shù)嘏欧艠?biāo)準(zhǔn)和總量控制指標(biāo)的新建或改擴(kuò)建下玻璃熔窯,必須對(duì)其主要污染物采取煙氣脫硫除塵末端治理措施。
以發(fā)生爐煤氣為主要燃料在新建或改擴(kuò)建玻璃熔窯,必須在煙道上設(shè)置除塵或含有除塵的末端治理裝置,以保證熔窯換向時(shí)煙氣排放黑度〔林格曼級(jí)〕不超過(guò)過(guò)1。
新建或改擴(kuò)建玻璃熔窯,應(yīng)預(yù)留煙氣脫硝治理設(shè)施場(chǎng)地。三、玻璃熔窯鼓泡裝置的工藝設(shè)計(jì)1、鼓泡工藝設(shè)計(jì):1.1鼓泡方法的選擇1.1.1自然鼓泡。即連續(xù)輸送氣體進(jìn)行鼓泡,其形成氣泡的直徑和頻率主要受玻璃液深度、密度及溫度的影響,在一定的壓力下就有一定的泡徑和泡頻,改變氣體的壓力和流量時(shí)對(duì)泡徑和泡頻的調(diào)節(jié)范圍很小,不能任意調(diào)節(jié)。因此,不易得到理想的泡頻和泡徑。1.1.2脈沖式鼓泡(又稱間歇性鼓泡)。采用這種鼓泡方法時(shí),鼓泡系統(tǒng)設(shè)有兩條氣路。一條為常壓氣路,即常開(kāi)的低壓(約0.3大氣壓),用于頂住玻璃液的靜壓,防止玻璃液進(jìn)入鼓泡管;另一條為脈沖式高壓(約1~4大氣壓),作為鼓泡用。并且利用數(shù)控?zé)o接觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制電磁閥來(lái)到達(dá)所需的鼓泡頻率。1.2鼓泡的氣源:從理論上講,鼓泡用的氣體可以是壓縮空氣、氧氣、氮?dú)?。?duì)空氣而言,經(jīng)濟(jì)易得,應(yīng)用比較普遍;對(duì)于氧氣、氮?dú)庑柽M(jìn)行制備,來(lái)源不易,價(jià)格昂貴。因此,目前僅對(duì)茶色玻璃采用氮?dú)?,這是為了保持色澤的穩(wěn)定。在實(shí)際使用中,無(wú)論采用何種氣體都應(yīng)嚴(yán)格凈化。一般都用多級(jí)處理。三、玻璃熔窯鼓泡裝置的工藝設(shè)計(jì)1、鼓泡工藝設(shè)計(jì):1.3鼓泡區(qū)確實(shí)定及鼓泡點(diǎn)的設(shè)置:1.3.1設(shè)置的原那么。選擇鼓泡區(qū)及設(shè)置鼓泡點(diǎn)時(shí)應(yīng)有效地發(fā)揮鼓泡的作用,有利于提高玻璃液的質(zhì)量,盡可能減少對(duì)耐火材料的侵蝕,同時(shí)還要便于維修。根據(jù)不同的作用(如翻料、擋料、散料)可在加料區(qū)、熔化區(qū)及澄清區(qū)設(shè)置鼓點(diǎn)。目前最常用的是將鼓泡點(diǎn)設(shè)在溶化區(qū)與澄清區(qū)之間的熱點(diǎn)。這樣既能起到擋料作用,又不致于破壞正常的對(duì)流,而且大泡破裂后產(chǎn)生的小氣泡也能在澄清區(qū)內(nèi)得到消除。1.3.2鼓泡點(diǎn)的位置。鼓泡點(diǎn)與分隔裝置(如流液洞、卡脖)的距離要保證有效地排出小氣泡,距離的大小取決于窯爐的規(guī)模、池深、溶化溫度、顏色、粘度等因素,一般為1.5~2m。否那么小氣泡難以排出。假設(shè)規(guī)模小、顏色深,鼓泡點(diǎn)應(yīng)往加料口方向移動(dòng)一些,以利于小氣泡的排除。三、玻璃熔窯鼓泡裝置的工藝設(shè)計(jì)1、鼓泡工藝設(shè)計(jì):鼓泡點(diǎn)離兩側(cè)池壁的間距要考慮到池壁的蝕損,一般不小于500mm。鼓泡點(diǎn)的布置一般有單排一字形布置和雙排三角形布置。對(duì)于每天出料量為60~80噸以上的池爐鼓泡點(diǎn)呈雙排三角形交錯(cuò)布置,靠近加料口的一側(cè)應(yīng)比靠近流液洞的一側(cè)多一個(gè)鼓泡點(diǎn),更好地起到擋料作用。鼓泡點(diǎn)間的間距要使氣泡破裂產(chǎn)生的波形面互不干擾而又要起良好的擋料作用,使盡可能多的玻璃液受到攪拌,參加對(duì)流,沒(méi)有死角。鼓泡點(diǎn)間距一般為500~1000mm。1.3.3鼓泡管的安裝一般要求鼓泡磚是一塊帶孔的T字形40#AZS整磚,在鼓泡帶的鋪磚和搗打料應(yīng)砌筑嚴(yán)密。鼓泡磚高出池底上外表為25~30mm,噴嘴一般高出鼓泡磚50mm左右,過(guò)大易被侵蝕。三、玻璃熔窯鼓泡裝置的工藝設(shè)計(jì)1、鼓泡工藝設(shè)計(jì):1.3.4鼓泡與窯坎的配合鼓泡后池底附近玻璃液參加了強(qiáng)烈的循環(huán)對(duì)流,為了防止底層質(zhì)量較差的玻璃液進(jìn)入工作池,往往在鼓泡點(diǎn)后設(shè)置窯坎,既阻擋池底臟料,又使窯坎處玻璃液的靜壓低、溫度高,有利于氣泡的排除,而且還阻擋玻璃液的回流,如下圖。窯坎幾何尺寸的最正確關(guān)系式為:C=1~1.5HH坎=0.7~0.8HH冷玻=0.5~0.6H三、玻璃熔窯鼓泡裝置的工藝設(shè)計(jì)三、玻璃熔窯鼓泡裝置的工藝設(shè)計(jì)2、鼓泡工藝設(shè)計(jì):2.1鼓泡方法的選擇2.1.1自然鼓泡。即連續(xù)輸送氣體進(jìn)行鼓泡,其形成氣泡的直徑和頻率主要受玻璃液深度、密度及溫度的影響,在一定的壓力下就有一定的泡徑和泡頻,改變氣體的壓力和流量時(shí)對(duì)泡徑和泡頻的調(diào)節(jié)范圍很小,不能任意調(diào)節(jié)。因此,不易得到理想的泡頻和泡徑。2.1.2脈沖式鼓泡(又稱間歇性鼓泡)。采用這種鼓泡方法時(shí),鼓泡系統(tǒng)設(shè)有兩條氣路。一條為常壓氣路,即常開(kāi)的低壓(約0.3大氣壓),用于頂住玻璃液的靜壓,防止玻璃液進(jìn)入鼓泡管;另一條為脈沖式高壓(約1~4大氣壓),作為鼓泡用。并且利用數(shù)控?zé)o接觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制電磁閥來(lái)到達(dá)所需的鼓泡頻率。2.2鼓泡的氣源:從理論上講,鼓泡用的氣體可以是壓縮空氣、氧氣、氮?dú)?。?duì)空氣而言,經(jīng)濟(jì)易得,應(yīng)用比較普遍;對(duì)于氧氣、氮?dú)庑柽M(jìn)行制備,來(lái)源不易,價(jià)格昂貴。因此,目前僅對(duì)茶色玻璃采用氮?dú)猓@是為了保持色澤的穩(wěn)定。在實(shí)際使用中,無(wú)論采用何種氣體都應(yīng)嚴(yán)格凈化。一般都用多級(jí)處理。三、玻璃熔窯鼓泡裝置的工藝設(shè)計(jì)2.3鼓泡區(qū)確實(shí)定及鼓泡點(diǎn)的設(shè)置:2.3.1設(shè)置的原那么。選擇鼓泡區(qū)及設(shè)置鼓泡點(diǎn)時(shí)應(yīng)有效地發(fā)揮鼓泡的作用,有利于提高玻璃液的質(zhì)量,盡可能減少對(duì)耐火材料的侵蝕,同時(shí)還要便于維修。根據(jù)不同的作用(如翻料、擋料、散料)可在加料區(qū)、熔化區(qū)及澄清區(qū)設(shè)置鼓點(diǎn)。目前最常用的是將鼓泡點(diǎn)設(shè)在溶化區(qū)與澄清區(qū)之間的熱點(diǎn)。這樣既能起到擋料作用,又不致于破壞正常的對(duì)流,而且大泡破裂后產(chǎn)生的小氣泡也能在澄清區(qū)內(nèi)得到消除。三、玻璃熔窯鼓泡裝置的工藝設(shè)計(jì)2.3.2鼓泡點(diǎn)的位置。鼓泡點(diǎn)與分隔裝置(如流液洞、卡脖)的距離要保證有效地排出小氣泡,距離的大小取決于窯爐的規(guī)模、池深、溶化溫度、顏色、粘度等因素,一般為1.5~2m。否那么小氣泡難以排出。假設(shè)規(guī)模小、顏色深,鼓泡點(diǎn)應(yīng)往加料口方向移動(dòng)一些,以利于小氣泡的排除。鼓泡點(diǎn)離兩側(cè)池壁的間距要考慮到池壁的蝕損,一般不小于500mm。鼓泡點(diǎn)的布置一般有單排一字形布置和雙排三角形布置。對(duì)于每天出料量為60~80噸以上的池爐鼓泡點(diǎn)呈雙排三角形交錯(cuò)布置,靠近加料口的一側(cè)應(yīng)比靠近流液洞的一側(cè)多一個(gè)鼓泡點(diǎn),更好地起到擋料作用。鼓泡點(diǎn)間的間距要使氣泡破裂產(chǎn)生的波形面互不干擾而又要起良好的擋料作用,使盡可能多的玻璃液受到攪拌,參加對(duì)流,沒(méi)有死角。鼓泡點(diǎn)間距一般為500~1000mm。三、玻璃熔窯鼓泡裝置的工藝設(shè)計(jì)3、設(shè)計(jì)鼓泡時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題:由于鼓泡改變了液流的特征及速度,隨之也帶來(lái)了一些問(wèn)題,需引起注意。3.1鼓泡后玻璃中氣泡增多。造成的原因有以下幾個(gè)方面。3.1.1鼓泡點(diǎn)設(shè)置及工藝控制不合理,破壞了正常的熔制制度,使原有的氣泡來(lái)不及排除或使原來(lái)已溶解的氣體又重新析出,屬于此種情況應(yīng)停止鼓泡。3.1.2鼓入的氣體不純潔,使鼓入的氣體有局部不能排除而形成小氣泡,屬于此種情況應(yīng)進(jìn)一步凈化氣源。3.1.3泡頻過(guò)高。對(duì)于茶色玻璃泡頻一般為15~20次/分,無(wú)色玻璃應(yīng)在45次/分以下。否那么,容易產(chǎn)生小氣泡。三、玻璃熔窯鼓泡裝置的工藝設(shè)計(jì)3、設(shè)計(jì)鼓泡時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題:3.2池底磚的侵蝕問(wèn)題鼓泡后泡點(diǎn)附近的深層玻璃液溫度能提高250℃左右,流動(dòng)速度加快,從而加快了玻璃液對(duì)池底的侵蝕。為此應(yīng)采取如下的措施提高池底的耐侵蝕性。3.2.1鼓泡點(diǎn)附近采用優(yōu)質(zhì)耐火材料。如鼓泡磚采用T字形40#AZS整磚,附近的池底應(yīng)設(shè)耐侵蝕的電熔磚。同時(shí),池壁在高度上應(yīng)采用整塊電熔大磚立放取消水平磚縫,降低了玻璃液對(duì)池壁的向上侵蝕。鼓泡點(diǎn)應(yīng)盡可能選在兩根池底次梁的中心,便于維修,并有利于通風(fēng)冷卻。3.2.3隨著生產(chǎn)的進(jìn)行鼓泡管?chē)娮觳粩啾磺治g,應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)鼓泡管的伸出高度。三、玻璃熔窯鼓泡裝置的工藝設(shè)計(jì)3、設(shè)計(jì)鼓泡時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題:3.3窯爐的結(jié)構(gòu)及熔化操作應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整:3.3.1采用鼓泡后,由于循環(huán)對(duì)流加強(qiáng),玻璃液外表溫度有所下降,這在一定程度上影響了玻璃液的澄清,應(yīng)適當(dāng)調(diào)整火焰,提高火焰溫度。3.3.2鼓泡后玻璃液的溫度升高,應(yīng)增加池深,增加火焰空間的分隔程度,對(duì)于流液洞池窯還要適當(dāng)延長(zhǎng)流液洞的長(zhǎng)度,以降低進(jìn)入冷卻部的玻璃液溫度,以減輕冷卻部的散熱負(fù)擔(dān)。三、玻璃熔窯鼓泡裝置的工藝設(shè)計(jì)4、鼓泡系統(tǒng)運(yùn)行故障及排除:鼓泡系統(tǒng)最常見(jiàn)的故障是泡徑、泡頻下降或不能鼓泡,產(chǎn)生的原因有如下幾方面。4.1氣源管路太長(zhǎng),冷凝油、水多,堵塞管道。操作中應(yīng)經(jīng)常檢查及時(shí)調(diào)節(jié),定期排放儲(chǔ)氣罐和空氣過(guò)濾器中的油水。4.2總壓力不變,分壓力下降,泡徑、泡頻較小,應(yīng)考慮支路氣路堵塞。4.3池爐運(yùn)行不良,爐溫下降,或者加料過(guò)多玻璃液粘度大,泡徑變小,應(yīng)及時(shí)恢復(fù)正常熔化工藝,減少加料量。4.4總氣壓、分氣壓不變,但泡頻、泡徑越來(lái)越小,應(yīng)考慮噴嘴被堵應(yīng)及時(shí)修理。5、設(shè)計(jì)鼓泡時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題:由于鼓泡改變了液流的特征及速度,隨之也帶來(lái)了一些問(wèn)題,需引起注意。5.1鼓泡后玻璃中氣泡增多。造成的原因有以下幾個(gè)方面。5.1.1鼓泡點(diǎn)設(shè)置及工藝控制不合理,破壞了正常的熔制制度,使原有的氣泡來(lái)不及排除或使原來(lái)已溶解的氣體又重新析出,屬于此種情況應(yīng)停止鼓泡。三、玻璃熔窯鼓泡裝置的工藝設(shè)計(jì)5.1.2鼓入的氣體不純潔,使鼓入的氣體有局部不能排除而形成小氣泡,屬于此種情況應(yīng)進(jìn)一步凈化氣源。5.1.3泡頻過(guò)高。對(duì)于茶色玻璃泡頻一般為15~20次/分,無(wú)色玻璃應(yīng)在45次/分以下。否那么,容易產(chǎn)生小氣泡。5.2池底磚的侵蝕問(wèn)題鼓泡后泡點(diǎn)附近的深層玻璃液溫度能提高250℃左右,流動(dòng)速度加快,從而加快了玻璃液對(duì)池底的侵蝕。為此應(yīng)采取如下的措施提高池底的耐侵蝕性。5.2.1鼓泡點(diǎn)附近采用優(yōu)質(zhì)耐火材料。如鼓泡磚采用T字形40#AZS整磚,附近的池底應(yīng)設(shè)耐侵蝕的電熔磚。同時(shí),池壁在高度上應(yīng)采用整塊電熔大磚立放取消水平磚縫,降低了玻璃液對(duì)池壁的向上侵蝕。三、玻璃熔窯鼓泡裝置的工藝設(shè)計(jì)鼓泡點(diǎn)應(yīng)盡可能選在兩根池底次梁的中心,便于維修,并有利于通風(fēng)冷卻。5.2.3隨著生產(chǎn)的進(jìn)行鼓泡管?chē)娮觳粩啾磺治g,應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)鼓泡管的伸出高度。5.3窯爐的結(jié)構(gòu)及熔化操作應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整:5.3.1采用鼓泡后,由于循環(huán)對(duì)流加強(qiáng),玻璃液外表溫度有所下降,這在一定程度上影響了玻璃液的澄清,應(yīng)適當(dāng)調(diào)整火焰,提高火焰溫度。5.3.2鼓泡后玻璃液的溫度升高,應(yīng)增加池深,增加火焰空間的分隔程度,對(duì)于流液洞池窯還要適當(dāng)延長(zhǎng)流液洞的長(zhǎng)度,以降低進(jìn)入冷卻部的玻璃液溫度,以減輕冷卻部的散熱負(fù)擔(dān)。四、大型燃煤氣馬蹄焰玻璃池窯的設(shè)計(jì)1、新窯形由來(lái):隨著多組多滴行列機(jī)的普遍采用,需要池窯供料量日益增多,窯熔化池面積也越來(lái)越大。眾所周知,馬蹄焰窯池原本是狹長(zhǎng)形,長(zhǎng)寬比〔l/b〕約1.5或1.5以上。由于窯池長(zhǎng)度受火焰長(zhǎng)度所約束,一般為7~8m。因此,欲增大熔化池面積,只能拓寬窯池,就逐步變成了寬扁形〔b>l〕窯池,長(zhǎng)寬比約為0.6~0.7。隨著窯熔化量的增加,要求玻璃質(zhì)量的提高,從20世紀(jì)80年代起,德國(guó)就提出了深澄清池結(jié)構(gòu)。由于效果明顯,從國(guó)外到國(guó)內(nèi),逐步得到推廣。近年來(lái),鑒于窯池全保溫措施的加強(qiáng),加之有些企業(yè)在“垂直熔化〞概念的影響下,將熔化池整體池深都給予加深,加深的幅度較大,由原來(lái)的1.2~1.4m逐步加深到1.6m→1.8m→2m,甚至2m以上。所以,就由深澄清池變成了全深池。四、大型燃煤氣馬蹄焰玻璃池窯的設(shè)計(jì)2、新馬蹄焰窯形的缺乏:這幾年內(nèi),新窯形能得到某些企業(yè)的青睞,主要是由于它煤耗低〔少于200kg標(biāo)煤/t玻璃,標(biāo)煤的發(fā)熱值為7023Kcal/kg;〕和熔化率高〔一般能達(dá)2t/㎡·d〕。但使用后缺乏之處也很?chē)?yán)重,主要表現(xiàn)在如下兩個(gè)方面。2.1、玻璃窯爐的正常運(yùn)行爐齡時(shí)間短:一般不到2年,短者甚至只有半年。玻璃窯爐損壞部位著重在:〔1〕小爐噴火口碹燒損、舌頭碹前段燒塌;〔2〕空氣蓄熱室第1空氣通道的碹和墻變形、第3通道局部格子體堵塞;〔3〕流液洞蓋板磚及其上方的池墻磚蝕損有洞、漏玻璃液;〔4〕火焰空間的大碹和胸墻局部燒損、燒穿。2.2、玻璃液質(zhì)量差常見(jiàn)的缺陷有:〔1〕玻璃液澄清不夠、氣泡多;〔2〕玻璃液有各色條紋,熔化池不設(shè)窯坎時(shí)會(huì)很?chē)?yán)重。這兩大缺乏完全掩蓋了上述博得人們青睞的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。爐齡短,那么周期能耗大,亦即并不節(jié)能。玻璃液缺陷多,那么合格率低,雖熔化率高,但成品量并不高。這兩大缺乏與砌窯磚材的質(zhì)量,熔窯的結(jié)構(gòu)尺寸及運(yùn)行作業(yè)有關(guān)。磚材質(zhì)量是根底,結(jié)構(gòu)尺寸是先天條件,玻璃窯爐投入運(yùn)行作業(yè)是后天條件。選材上不能馬虎,要保證磚材質(zhì)量,必須花一定代價(jià)。關(guān)于先天和后天的條件,我們務(wù)必謹(jǐn)慎仔細(xì),考慮周到。四、大型燃煤氣馬蹄焰玻璃池窯的設(shè)計(jì)3、對(duì)新馬蹄焰窯形結(jié)構(gòu)尺寸的探討:馬蹄焰窯為一傳統(tǒng)窯型,大家都很熟悉?,F(xiàn)擇新窯形的特殊處談?wù)劇?.1熔化池面積:一定的窯型對(duì)應(yīng)有一定的熔化池面積范圍。因?yàn)樗c火焰分布、料堆分布、熔化時(shí)間等有關(guān)。馬蹄焰池窯對(duì)應(yīng)的熔化池面積范圍是比較寬的。在上世紀(jì),燃煤馬蹄焰池窯的熔化池面積一般為8~45㎡。本世紀(jì)初,經(jīng)過(guò)改革〔如采用三通道蓄熱室、窯體全保溫等〕,熔化池面積擴(kuò)大到75~80㎡。但是,還不能滿足不斷增加的供料量,由80㎡增至100㎡,再到120㎡,直至接近150㎡,它已經(jīng)超過(guò)了燃油馬蹄焰窯的熔化池面積。使窯不勝負(fù)荷,逐步暴露出不少問(wèn)題。這樣做是不科學(xué)的,會(huì)得不償失。燃煤氣馬蹄焰池窯的熔化池面積應(yīng)該有一個(gè)限度。建議,燃煤氣馬蹄焰池窯的熔化池面積應(yīng)限在80~100㎡以內(nèi)。四、大型燃煤氣馬蹄焰玻璃池窯的設(shè)計(jì)3.2熔化池寬度:在熔化池長(zhǎng)度受火焰長(zhǎng)度制約的情況下,增加熔化池面積只能拓寬熔化池,使熔化池形狀變成了寬扁形。大家知道,過(guò)于狹長(zhǎng)的窯形會(huì)使馬蹄形火焰的轉(zhuǎn)彎困難、阻力較大。最適合馬蹄形火焰流動(dòng)的是正方形窯形。而過(guò)于寬扁的玻璃窯爐也會(huì)使馬蹄形火焰同步轉(zhuǎn)彎困難、產(chǎn)生渦流、局部過(guò)熱,使窯池兩側(cè)的溫差加大,有可能燒損前胸墻和窯爐大碹。另外,過(guò)寬的窯池會(huì)使參加的料堆難以到達(dá)窯池中央,走短路,較快地進(jìn)入第2環(huán)流,使玻璃液在熔化池內(nèi)的澄清時(shí)間不夠。建議,寬扁的玻璃窯爐的熔化池寬度盡量約束在10m左右。長(zhǎng)寬比約0.75~0.9。四、大型燃煤氣馬蹄焰玻璃池窯的設(shè)計(jì)3.3小爐口寬度:眾所周知,馬蹄焰池窯要求有一定的火焰覆蓋面積。具體說(shuō),1只小爐口寬度應(yīng)為熔化池寬度的25%~30%。如按拓寬的熔化池寬度算,1只小爐口寬度要在3.5m以上,甚至到達(dá)4m。這樣寬的小爐口,對(duì)小爐口碹,尤其是對(duì)舌頭碹的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求是相當(dāng)高的。稍有差池,就會(huì)燒損或燒塌。另外,過(guò)寬的小爐口必定會(huì)形成寬高比大的扁口,它噴出火焰的氣層厚度薄,影響火焰對(duì)玻璃液的傳熱。所以建議,小爐口寬度應(yīng)控制在3m以內(nèi),同時(shí),小爐內(nèi)煤氣火焰的初期著火燃燒點(diǎn)應(yīng)控制在小爐長(zhǎng)度的1/2~2/3,火焰在噴火口的速度控制在8~10m/s之間,對(duì)于碳?xì)浠衔锖枯^高的混合煤氣,小爐的設(shè)計(jì)寬度以取較大值為好。四、大型燃煤氣馬蹄焰玻璃池窯的設(shè)計(jì)3.4熔化池深度:關(guān)于這個(gè)問(wèn)題,我在參考文獻(xiàn)[1]中已詳細(xì)談過(guò)??傊?,我認(rèn)為,熔化池搞全深池是沒(méi)有必要的,還是按深澄清池來(lái)設(shè)計(jì)。在熔化池底做保溫的情況下,熔化區(qū)域可適當(dāng)加深,熔化池的澄清區(qū)在熔化區(qū)根底上再加深300~400mm后,可以取得優(yōu)質(zhì)玻璃液和減輕對(duì)流液洞的侵蝕。3.5加料口位置:新窯形中有的將加料口設(shè)置在靠近熔化部池長(zhǎng)的一半處,稱為“熱點(diǎn)加料〞。即直接將粉料加在熱點(diǎn)附近。這個(gè)“熱點(diǎn)加料〞與以前我們?cè)谀承R蹄焰窯中采取加料口〔在小爐口附近〕處設(shè)置最高溫度點(diǎn)的措施不一樣。上述措施是使粉料從加料口進(jìn)窯后,即受到噴出火焰的高溫熔化并進(jìn)入第1環(huán)流。這樣,不但熔化快,后面還有足夠的澄清時(shí)間。而現(xiàn)在“熱點(diǎn)加料〞那么不然,粉料參加后,只一小局部流向小爐口,大局部隨第2環(huán)流進(jìn)入流液洞,澄清和均化顯然不夠。此外,熱點(diǎn)前的熔化池面積未充分利用是很可惜的。所以還是照傳統(tǒng)的在小爐口附近設(shè)具預(yù)熔化作用的加料池為宜。四、大型燃煤氣馬蹄焰玻璃池窯的設(shè)計(jì)3.6流液洞數(shù)量:在參考文獻(xiàn)[1]中已提出,采用一個(gè)較大的流液洞為好。例如熔化面積為100㎡、熔化率取2t/㎡·d、每日流料量為200t,現(xiàn)用一個(gè)高400mm、寬600mm的流液洞,其流量負(fù)荷為3.47kg/c㎡·h。對(duì)照參考文獻(xiàn)[2]P.72表1-25,這個(gè)流量負(fù)荷只屬中等強(qiáng)度。又如某大型燃油馬蹄焰池窯,每日流料量為240t,也只用一個(gè)高350mm、寬700mm的流液洞,在保養(yǎng)好的條件下其壽命可與窯體同步。當(dāng)然,在熔化池寬與流液洞寬相差較大的情況下,應(yīng)設(shè)法減輕其不利影響。四、大型燃煤氣馬蹄焰玻璃池窯的設(shè)計(jì)3.7分配料道:通常,在大型馬蹄焰池窯上設(shè)分配料道連接流液洞和供料道〔見(jiàn)參考文獻(xiàn)[2]P.79圖1-84〕。分配料道的作用大致有4點(diǎn):一是能配合各種布置形式的成形生產(chǎn)線,二是能滿足各供料道需要不同出料量的要求,三是能使玻璃液進(jìn)一步均化〔溫度均化和成分均化〕,四是能使深度相差很大的流液洞和供料道平穩(wěn)過(guò)渡、減少紊流。而在新窯形上取消了分配料道,將流液洞直接與供料道相連。理由是分配料道散熱量大。其實(shí)只要加強(qiáng)保溫,散熱量可大大減少。而分配料道的作用還是比較突出的。故建議考慮恢復(fù)設(shè)分配料道,分配料道的設(shè)計(jì)料容量一般取24小時(shí)出料量的10%~20%之間。四、大型燃煤氣馬蹄焰玻璃池窯的設(shè)計(jì)3.8三通道煤氣蓄熱室:在參考文獻(xiàn)[1]中,我已提出,煤氣進(jìn)入預(yù)燃室的預(yù)熱溫度必須控制在900~1000℃之間,否那么煤氣溫度太高,會(huì)惡化煤氣質(zhì)量,反而降低了混合煤氣的發(fā)熱值。同時(shí),我了解到,有幾家企業(yè)用單通道煤氣蓄熱室時(shí)煤氣預(yù)熱溫度已到達(dá)1100℃。因此,煤氣蓄熱室采用三通道的設(shè)計(jì)是沒(méi)有必要的。此外,如按三通道煤氣蓄熱室與小爐形成垂直相交布置時(shí),煤氣流要扭轉(zhuǎn)90°與空氣流會(huì)合,這樣不利于它們的混合。4、對(duì)新窯形運(yùn)行作業(yè)的考察:有目的地觀察在線新窯形的運(yùn)行狀況和總結(jié)新窯形的運(yùn)行特性,就可以比較正確地確定新窯形的結(jié)構(gòu)尺寸??疾斓膬?nèi)容有:〔1〕熔化部火焰空間的溫度場(chǎng)。長(zhǎng)度方向的溫度曲線、寬度方向的溫度分布、窯頂下方的溫度情況,液面上方的溫度情況。〔2〕火焰情況?;鹧娓采w面積
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