日产450吨平板玻璃熔化车间的工艺设计(7)

河 北 理 工 大 学 毕 业 设 计 说 明 书

3.2.1 熔化部及冷却部面积计算

玻璃熔窑是玻璃工厂的心脏，她对设计是否合理将直接影响玻璃的产量、质量和燃料消耗量以及荣耀的使用寿命。

对浮法玻璃熔窑设计来讲，在确定的生产规模下，为确保玻璃液的熔化质量和达到复发成型温度要求，关键是要正确合理的计算以确定熔化区的面积、澄清区面积和冷却区面积。

玻璃熔窑属于连续生产的工业窑炉，连续性长，物料是液状的，前后温差大。在玻璃熔窑内部存在着强烈的热对流，其程度将直接关系到澄清冷却等工序。如果只知道生产量，而不去精心合理的计算对流量，是很难计算熔化部和冷却部的面积的。在确定各部的尺寸时要做到在施工过程中不砍砖、不错缝，因为耐火砖一旦被切割将大大降低其强度，从而影响窑炉的使用寿命。因此，在计算出各部的尺寸后要根据标准耐火砖的尺寸（230×114×65mm）对计算结果进行圆整，以避免出现砍砖和错缝的情况。

（1）熔化面积 熔化面积指熔窑的有效熔化部分，通常为投料池后到末对小炉中心线以外1m这一区域的面积。计算式为

Fm?X (m2) Pm式中：X——熔化量 t/d Pm——熔化率t/m2?d

用上式来计算熔化部面积需要正确选取熔化率，然后才能准确的计算出熔化部的面积。规定①500t/d的熔窑熔化率为2.350 t/m2?d，400t/d的熔窑熔化率为2.004t/m2?d。本文设计的熔窑为450t/d，其熔窑熔化率为2.025 t/m2?d，因此可确定熔窑的熔化面积为 450÷2.025=222.2(m2)

至于熔化区的宽度Wm，根据国内浮法熔窑的统计资料显示，它与熔化量X之间有如下关系：

注：①这是1991年从外国引进熔窑设计技术时的经验数据，但目前为止，还不能准确的给出熔化率与熔化量之间的关系，对于如何正确选取熔化率还不能做到心中有数。因此只能是根据前人的经验得出一个比较合理的设计方案。

-21-

河 北 理 工 大 学 毕 业 设 计 说 明 书

10-2X+7.125 (m2) Wm=0.85×

由此可以算出熔化区的宽度 Wm=0.85×10-2×450+7.125=11.000 (m2) 熔化区长度 Lm?Fm=222.2÷11.000=20.200 (m2) Wm（2）冷却部面积 冷却部面积是指卡脖后到柳叶刀前这部分的面积，其作用是将在熔化部熔化好并经充分澄清的玻璃液冷却到成型温度。这部分面积太大或太小都会使玻璃液温度偏高或偏低而影响成型，甚者将无法成型。过去曾用冷却部面积与熔化部面积的比值来确定冷却部的面积，这是可以参考的。也可用比较科学的方法来进行计算，即采用热平衡来计算确定。但有时会因为玻璃熔窑中存在着热对流，而且对流量很大，因此，在只知道生产量而不知道对流量的情况下是无法进行计算的。现将本次设计中经过计算和圆整之后的数据汇总如下：

表 3-7 熔窑结构的主要尺寸与技术指标

部位或项目

熔化部长/mm 熔化部宽/mm 投料池长/mm

1#小炉中心线距前脸墙/mm 投料池宽/mm 冷却部长/mm 冷却部宽/mm

注：①熔化部、冷却部以及卡脖等处的池壁上沿是平齐的，但熔化部的池深要大一些，这与不动层的深度有关。具体详见杨永宏主编的浮法玻璃荣耀的设计计算：13-15页。

浮法熔窑 38600 11000 1800 1950 11000 13500 8500

部位或项目

末对小炉中心线距卡脖/mm 卡脖长/mm 卡脖宽/mm 熔化面积/m2 熔化部池深①/mm 冷却部池深/mm 熔化率

浮法熔窑 14000 5000 3500 222.2 1200 1200 2.025

-22-

河 北 理 工 大 学 毕 业 设 计 说 明 书

第四章 熔制车间生产制度

4.1 综述

熔窑的使用年限的长短不仅仅取决于熔窑的建筑选材是否合理，建筑方案是否符合要求，其生产操作规程制度制订得是否合理也将直接影响熔窑的使用寿命。因此，制定一套合理的生产制度是十分必要的。

玻璃熔窑内，除了化学反应过程外，还有各种物理过程。为了能够合理的使用熔窑，必须对这些过程加以研究。这些过程可以归纳为动量传递、热量传递和质量传递过程，通常称为“三传”。在实际生产中，单考虑化学热力学、动力学并不能面的解决问题，必须把化学反应和“三传”合并起来综合考虑和分析。通过前人的研究，特作如下的总结：

（1）动量传递

动量传递表现为由压力引起的流体流动，如窑内玻璃液的流动、玻璃液内部的热交换、配合料内部的热交换、蓄热室内气体的流动、管道内的气体和液体的流动等等。

（2）热量传递

热量传递表现为由温度差引起的热交换，如窑体内部的传递、玻璃液内部的热交换、配合料内部的热交换、气液固间的交换等等。

（3）质量传递

质量传递表现为浓度差引起的物质扩散，如玻璃液内部的物质扩散、气体空间内部的同组分间的扩散等等。

玻璃熔窑内玻璃液的流动形式如图所示：

图4-1 玻璃液的流动情况与温度制度的关系

考虑到熔窑的内部所具有的反应形式与传热方式，制定了一系列的生产操作规程制

-23-

河 北 理 工 大 学 毕 业 设 计 说 明 书

度。

4.2 玻璃熔制工艺技术指标

（1）温度曲线 采用山形曲线，即熔窑内温度按照一到七号小炉碹顶温度先升高再降低的方式来控制。其中，在热点处小炉碹顶的温度最高，一般在1595℃左右，温度波动范围在±10℃左右。

（2）火焰长度 热点处火焰长度徐微达到对面胸墙，其余各对小炉火焰长度不得超过热点处火焰长度。火焰的强度应控制在“既不烧顶，又不垂料”的条件下，这样对碹顶的侵蚀作用最小，同时又不会对料堆的熔制造成什么不利的影响。

（3）火焰气氛 窑内气体按其化学组成既具有的氧化或还原能力分成氧化气氛、还原气氛和中性气氛三种。需要注意的是，各种颜色的玻璃对火焰的气氛要求不同。

调节火焰的气氛可以通过调节各分支烟道闸板的开度来进行的调节。具体调节时，可以火焰的颜色亮暗来作参考。一般火焰越亮，火焰的氧化性也相应地越强；相反地，火焰越暗则说明其还原性越强。

（4）泡界线和料堆 对于本次设计中的七对小炉的熔窑来说，聊对应不得超过3#小炉中心线，泡界线则不应超过5#小路中心线。

（5）液面控制 通过液面控制仪来控制玻璃液面上下波动不得超过±0.05mm。超出此范围时，换火操作将对成型操作产生非常明显的影响，因此，应尽量避免这种现象的发生。

（6）窑压控制 通过压力控制仪来控制窑压为微正压，只有这样才能保证窑外的冷空气从窑的缝隙中进入窑内，影响配合料的熔化过程。

（7）风火比① 这是来衡量火焰气氛的重要指标，一般应保证火焰具有一定的强度，但不能太粗或是太细。风的量必须能够压住火因密度小而产生的向上飘的趋势。

（8）生熟料之比 一般情况下熟料站投料总量的比例在18%～25%左右。

4.3 主要设备的操作指标 4.3.1 投料机的操作方法

投料机的操作分为手动操作和自动操作两种方法。

注：①风火比是指助燃风的流量和发生炉煤气的流量之比。

-24-

河 北 理 工 大 学 毕 业 设 计 说 明 书

手动操作 根据液面的变化情况和料堆在窑内的熔化走向，有人工来控制投料机的开关频率以及使用的投机台数，在过去，一般都是用手动来保持料堆的走向。

自动操作 利用液面自动控制仪来监控投料机的开关频率和使用台数。目前自动操作已越来越普及化，自动控制系统也越来越完善了。

4.3.2 火焰换向的操作

换向操作分为人工操作和自动操作，每20min换火一次。换火的大致流程如下：

预铃 第二次预铃预铃 窑压控制等回路锁定 煤气换向 空气换向 回路解锁 图4-2 换火流程图

换火结束 在换火过程中，要注意的是：煤交机与空交机必须换火到位。否则应及时达到手动换火，以避免煤气与冷空气接触而产生爆炸的现象。在玻璃的生产过程中，任何一次小小的爆炸都有可能造成不必要的损失，这样的疏忽在生产上讲是得不偿失的。

4.3.3 助燃风机的操作方法

在开启助燃风机之前，应先关闭在风机出口或入口处的阀门，待风机正常运转后再将阀门打开。这样的操作可避免助燃风管道内因风机未及时启动而出现负压，甚至整个助燃风走道内出现负压，使窑内的高温气体进入走道，造成十分严重的后果，影响正常的生产。风机启动后，再根据窑内的温度及火焰的气氛要求来进行细微的调节，直至达到所需的要求。

通常，助燃风机都有一台备用的风机，在生产过程中，必须保证备用风机的可使用性，如果备用风机为处在可使用状态，应及时通知工作人员进行检修。

4.4 重要操作的规定

（1）投料操作 投料操作应注意的是：经常检查生料的含水量，碎玻璃的比例变化情况，做到均匀、安全投料；经常观察窑内熔化和料层分布情况，发现有漏料、长料等情况时应及时作出调整；要保证配合料投入投料池后形成薄层，且料层要充分覆盖玻璃液面，以便接收火焰辐射，加速配合料的熔化；要保证配合料堆匀速前进，且不跑偏；

-25-

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说教育文库日产450吨平板玻璃熔化车间的工艺设计(7)在线全文阅读。