玻璃窯膛大磚概述

玻璃制造中用于熔制玻璃配合料的熱工設備。將按玻璃成分配好的粉料和摻加的熟料（碎玻璃）在窯內高溫熔化、澄清并形成符合成型要求的玻璃液。

玻璃制造有5000年歷史。以木柴為燃料、在泥罐中熔融玻璃配合料的制造方法延續(xù)了很長時間。1867年德國西門子兄弟建造了連續(xù)式燃煤池窯。1945年后，玻璃熔窯迅速發(fā)展

熱工過程　玻璃熔窯內除有燃燒反應和產(chǎn)生高溫外，還有熱量傳遞、動量傳遞和質量傳遞。①熱量傳遞：包括在火焰空間內和玻璃液中由溫度差引起的火焰空間熱交換、玻璃液內熱交換、蓄熱室內熱交換和窯墻與外界環(huán)境的熱交換。②動量傳遞：由壓強差引起的不可壓縮氣體流動、可壓縮氣體流動、氣體射流和玻璃液流動。③質量傳遞：燃燒過程中由氣相濃度差引起的氣相擴散和玻璃液濃度差引起的液相擴散。

玻璃熔窯有坩堝窯和池窯兩大類。它們均包括玻璃熔制、熱源供給、余熱回收和排煙供氣4個部分。

坩堝窯

窯膛內放置單只或多只坩堝。坩堝窯（圖1坩堝窯結構示意）中玻璃熔制的各階段（熔化、澄清、均化、冷卻）在同一坩堝中隨時間推移依次進行，窯內溫度制度隨時間推移變動。成型時，用人工從坩堝口取料，再進行吹制、壓制、拉引、澆注等，也可以坩堝底供料，或將整坩堝移出取料。坩堝材質以粘土居多，也有用鉑的。形狀有開口和橫口（閉口）兩種。開口坩堝的坩堝口朝向窯膛，能直接得到窯墻及熱源輻射和傳遞的熱能;橫口坩堝的坩堝口朝向窯外,要通過坩堝壁間接取得熱量，能避免窯內氣氛對玻璃液的影響和污染。坩堝窯適用于熔制產(chǎn)量小、品種多或經(jīng)常更換料種的玻璃。

池窯

窯膛包含一耐火材料砌筑的熔池，配合料投入窯池內熔化。池窯有間歇式和連續(xù)式兩種。間歇式池窯又稱日池窯，一般較小，熔池面積僅幾平方米。熔制過程完成后,從取料口取料,大多采用手工或半機械成型。適用于生產(chǎn)特種玻璃。絕大多數(shù)池窯屬于連續(xù)式(圖2連續(xù)式池窯結構示意),各個熔制階段在窯的不同部位進行。各部位的溫度制度是穩(wěn)定的。配合料由投料口投入，在熔化部經(jīng)歷熔化和玻璃液澄清、均化的行進過程，轉入冷卻部進一步均化和冷卻，繼而進入成型部最后均化(包括玻璃液溫度均化)和穩(wěn)定供料溫度。由于池窯靠近底部玻璃液溫度低而呈滯流狀態(tài)，因此窯池玻璃液總容量大于作業(yè)玻璃量，連續(xù)作業(yè)的加料量與成型量保持平衡。熔化好的玻璃液采用連續(xù)機械化成型。池窯的規(guī)模以熔化部面積(m□)表示。生產(chǎn)瓶罐玻璃的大型池窯熔化部面積達150m□以上，生產(chǎn)能力通?？蛇_到300～400t/24h，熔化率可達2.5～3t/24h□m□。連續(xù)式池窯容量大，相對散失熱少，熱效率明顯高于坩堝窯，適于大批量高效率的連續(xù)性生產(chǎn)。

結構

玻璃熔窯由于采用的熱源不同，結構形式有較大差別。如火焰熔窯、電熔窯和火焰－電熔窯具有不同的結構。

火焰熔窯

以煤、重油、煤氣或天然氣為燃料的熔窯。燃煤的坩堝窯設火箱，煤燃燒后產(chǎn)生半煤氣，在噴火筒內與二次空氣混合燃燒，火焰在窯膛空間傳遞熱量。燃油的坩堝窯設油噴嘴，噴出油霧在噴火筒內燃燒。燃煤氣的池窯設有小爐，它由空氣通道、煤氣通道、舌頭、預熱室和噴出口組成。燃油的池窯設小爐，由油噴嘴、空氣通道和噴出口組成。池窯內火焰流動方向與窯軸垂直的稱橫火焰窯，與窯軸相一致的稱縱火焰窯，與窯軸相一致并呈馬蹄型回轉的稱馬蹄焰窯。為使玻璃液在冷卻部得到冷卻，在熔化部與冷卻部間設有花格墻、矮碹或吊墻等分隔裝置，底部設流液洞、浮擋磚、卡脖，以調節(jié)液流和擋住未熔砂粒浮渣，用冷卻水管冷卻玻璃液。冷卻部往往連通一至多個成型部進行玻璃液分配，因產(chǎn)品品種、成型方法不同，又分為瓶罐玻璃窯、平板玻璃窯、拉管窯、光學玻璃窯、球窯等多種形式。

火焰熔窯內火焰離開窯膛帶有大量余熱，可用于加熱助燃空氣和煤氣，以提高火焰溫度和節(jié)約燃料?；厥沼酂嶂饕捎眯顭崾一驌Q熱器。圖2連續(xù)式池窯結構示意即是用蓄熱室回收余熱的連續(xù)式池窯。蓄熱室利用格子磚蓄積從窯膛內排出的煙氣的部分熱量。隔一定時間后加熱作業(yè)換向，格子磚再把蓄積的熱量傳給進入蓄熱室的助燃空氣和煤氣。為此,蓄熱室必須成對設置,使間接的加熱作業(yè)連續(xù)化。換熱器用陶質構件或金屬管道作傳熱體，將煙氣熱量通過通道壁連續(xù)傳給助燃空氣。坩堝窯多采用換熱式，結構簡單且作業(yè)穩(wěn)定。池窯（尤其是大型池窯）多采用蓄熱式，余熱回收效率高且可靠，但須有換向設備。

電熔窯

以電能為熱源的熔窯。坩堝窯有電阻加熱和感應加熱兩種加熱方式。熔制光學玻璃的坩堝窯一般在窯膛側壁安裝碳化硅或二硅化鉬電阻發(fā)熱體，進行間接電阻輻射加熱。有的熔制特殊玻璃的坩堝窯采用感應加熱方式，靠在窯中及玻璃液中感應產(chǎn)生渦電流進行加熱。池窯直接用窯內的玻璃液作發(fā)熱電阻，可在玻璃液不同深度處布置多組和多層電極，使玻璃液發(fā)熱，并通過調節(jié)耗電功率控制溫度制度。采用這種方式時，玻璃液面以上的空間溫度很低（稱冷爐頂），因而能量基本消耗于熔制玻璃和窯壁散熱，沒有煙氣帶走熱量的損失和排放煙氣時對環(huán)境的污染，熱利用率高，并且無需設置燃燒系統(tǒng)和余熱回收系統(tǒng)。電池窯可自動控制，管理人員少，勞動條件好，但電力資源消耗大。適用于熔制難熔玻璃、易揮發(fā)玻璃和深色玻璃。大型電池窯生產(chǎn)瓶罐玻璃能力達到每天150t。

火焰－電熔

以火焰熱源為主，玻璃液電阻發(fā)熱為輔的混合型池窯。作業(yè)運行與火焰池窯相似。為了提高熔化率以增加生產(chǎn)能力和改善玻璃液熔化、澄清和均化的質量，在火焰池窯的熱點和加料口等部位埋入電極進行輔助加熱，獲得了良好效果。2100433B