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1、1熔窑知识熔窑知识第一部分：熔窑结构一：窑型特点：日熔化量 600 吨，采用箱式蓄热室横火焰池窑结构。熔化面积约为293M2，设 6 对小炉，以天然气作为主要燃料，用卡脖矮碹加吊墙及冷却水管作为分隔设备。二：玻璃熔窑的结构：如图 1、2：大致分为上部结构（不与玻璃液接触） ，下部结构（与玻璃液接触） ，分隔设备，小炉，蓄热室，烟道及烟囱。沿窑长方向又分为熔化部、卡脖及冷却部。5462317891 -熔化部 2-卡脖 3-冷却部 4-小炉 5-压延线溢流口 6-蓄热室 7-投料口 8-熔化区 9-澄清区图 1 窑炉结构平面图2231451657242131窑池 2上部结构 3矮碹 4L 型吊墙
2、5-投料口 6池底 7卡脖吊墙图 2 玻璃池窑纵剖面图1.窑池结构（与玻璃液接触部位）由池壁和池底组成。熔化部窑池长 39.5 米， 宽 11.5 米，池深 1.4米。冷却部窑池长 16.3 米，宽 8.5 米，池深 1.0 米。1）池底：采用复合型窑底结构，进行窑底全保温。池底采用大型粘土砖，卡脖以前粘土砖上面铺设一层 25MM 厚的锆质捣打料，再在其上铺设一层 75MM 后的 33#电熔锆刚玉砖（ER 1681 RT） ；卡脖及冷却部粘土砖上，则铺设刚玉质捣打料及 JARGEL M RT 铺面砖。粘土砖下则使用硅钙板及低气孔粘土砖进行保温。31-铺面砖 2-捣打料 3-粘土大砖 4硅钙板
3、5-低气孔粘土砖图 3 池底结构图 粘土大砖砌筑时采用干砌法，纵横砖缝对齐，不能交错砌筑。2）池壁：由于池壁砖受玻璃液侵蚀和冲刷最严重，砖材上选用抗侵蚀和耐冲刷性较好的砖材，采用立砖（竖砌砖） ，深度方向上整块砖干码在池底上面。熔化区池壁选用 ER 1711 RR，澄清区及卡脖池壁选用 ER 1685 RR；在卡脖前拐角砖处选用 ER 1711 RT。冷却部池壁选用 JARGAL M RR。冷却部窑池做成如图 1 形状，以消除玻璃液“死角”提高玻璃液质量。熔化部池壁保温结构如图 4 所示，投料口和熔化部山墙池壁砖处直接贴硅钙板进行保温。对池壁砖进行保温时应注意：玻璃液面下 150200MM处不
4、保温，垂直砖缝处要留出 2030MM 的缝隙。 1-池壁41235642-锆质密封料 3-保温砖4-保温板 5-池底6-冷却风图 4 池壁结构图为延长池壁砖使用寿命，减缓玻璃液对最上层池壁及纵向砖缝的侵蚀，对熔化部池壁（液面附近）进行吹风冷却。前拐角砖池壁进行外贴水包冷却。熔窑运行到后期，对熔化区池壁施行外贴水冷却器及吹风冷却方式。2.上部结构：玻璃液面以上,由胸墙大碹及端墙构成.结构如图 5 所示 32012344002431电熔砖胸墙 硅砖胸墙 1-大碹 2-胸墙 3-挂钩砖 4-池壁 5图 5 胸墙结构图1)大碹： 材质：优质硅砖（BG-96） ，熔化部大碹厚 450MM，冷却部大碹厚3
5、50MM，砌筑时要求横向砖缝错开，砌筑质量要高，砖缝2MM.熔化部大碹采取保温措施，保温方法：硅质密封料+轻质硅砖+保温涂料，实施热保方案。位于锆质胸墙处的边碹砖采用耐崩裂锆英石砖。其它位置边碹砖采用优质硅砖；每节大碹碹顶处都设有测温孔，采用耐崩裂锆英石砖。由于采用钢碹碴结构，熔化区钢碹碴设有单独的冷却风系统。2)山墙熔化部前山墙为 L 型吊墙，熔化部后山墙、采用优质硅砖（BG-96） ；熔化部后山墙设有观察孔、吹风孔及摄像孔；后山墙设有观察孔，所有孔砖均选用耐崩裂锆英石砖。冷却部后山墙的平碹采用 JARGAL H RN 用锆英石泥与硅砖进行隔离。3）挂钩砖末对小炉之前挂钩砖采用 33#AZS
6、，末对小炉之后采用优质硅砖4）钢结构作用是将砖结构支撑，架设和固定起来，使熔窑的窑体在高温作业下能保持稳定安全。同时考虑到大碹与胸墙由于受力的作用情况及受侵蚀情况不同，为便于控制和热修，把大碹与胸墙采用单独支承结构。结构如图6 所示：大碹重量产生两个分力，垂直分力由边碹砖碹碴梁上巴掌铁立6柱次梁，水平分力由边碹砖碹碴梁碹碴梁后座立柱，再由立柱上的横向拉条承受。胸墙重量挂钩砖胸墙托板下巴掌铁立柱次梁整个窑池重量加玻璃液重量次梁主梁窑底柱 1-拉条 2-熔窑立柱3-碹碴梁 4-碹碴后座5-胸墙托板 6-下巴掌铁 7-池壁顶丝8-立柱柱脚角钢 9大碹10-边碹砖 11-上巴掌铁12-胸墙 13-池壁
7、14-池底 15-池底保温砖16-主梁 17-窑底柱18-次梁 3.投料口结构：1）投料池：采用等宽投料池，投料口的宽度同窑池宽。池壁砖材采用 ER 1711 RR。拐角处做成截面形状。2)投料口挡墙：其作用是阻挡窑内火焰，不使其窜出，尽可能的密封投料池。采用美国 MERKLE 公司 L 型吊墙，结构坚实，作业安全，使用寿命在 10 年以上而不必热修。直墙部分采用高质量的硅砖，L 型部分采用1234681817913141610515111277烧结莫来石砖，空气通过大风箱进入垂直气柱管道，直接对紧固在耐热铸件上的爪勾进行冷却。图 7 卡脖吊墙结构4.熔窑分隔设备玻璃的熔化和冷却对熔窑的热工制
8、度提出各自不同的要求，为减少熔化部高温火焰对冷却部的影响，保证各自独立的作业制度，防止未熔化好的粉料及泡沫等物进入冷却部，采取卡脖加矮碹及吊墙结构。并在卡脖处安放冷却大水管及垂直搅拌装置。卡脖吊墙采用美国 VESUVIUS 公司生产熔融石英吊墙，结构简单，分隔效果好，安装牢固，热修更换方便。5.小炉及蓄热室结构1）小炉：结构如图 8 所示：采用插入式结构，小炉平碹从大碹碹碴插入，可避免火焰烧大碹，结构安全、稳定。81234567910128131516171819201114图 6 小炉结构图1，2小炉后平碹 3-保温层 4-小炉立柱 5-小炉斜坡碹 6-熔窑立柱 7-钢碹碴 8-小炉平碹 9
9、-小炉喷出口10、20-小炉底砖 11-喷嘴砖 12-挂钩砖 13-小炉底板14-小炉底保温层 15-蓄热室立柱 16-蓄热室内墙体17-小炉碹碴砖 18-小炉侧墙 19-小炉侧墙保温结构小炉砖材：除喷嘴砖和小炉底砖采用 33#AZS（无缩孔）外，其它部位均采用 33#AZS（普浇）电熔砖。为增强小炉砌体的严密性，对小炉侧墙、小炉底、及小炉斜坡碹、后平碹进行保温。保温方式：锆质密封料加轻质高铝砖和保温涂料进行保温。2）蓄热室 :采用分隔式箱式蓄热室结构A、 蓄热室结构包括：顶碹、墙体、分隔墙、格子体、炉条碹及钢结构。如图 791-蓄热室碹顶 2-蓄热室墙体 3-蓄热室立柱4-炉条碹 5-上部结
10、构 6-格子体 7-底烟道图 7 箱式蓄热室结构砖材配制：碹顶采用优质硅砖，墙体及分隔墙至上往下依次为白刚玉砖、电熔 97 镁砖、电熔 95 镁砖、电熔 92 镁砖、低气孔粘土砖和粘土砖。白刚玉与硅砖之间、 小炉墙体与镁砖之间均采用锆英石砖隔离。炉条碹3421567810采用硅线石砖。蓄热室底采用粘土砖加轻质粘土保温砖和红砖结构。碹顶保温方式同熔窑大碹。墙体保温方式：镁砖墙体用轻质高铝砖保温，低气孔粘土砖和粘土砖墙体采用轻质粘土砖保温。保温过程中应注意避开钢结构。每个碹顶设置一个测温孔，采用锆英石砖；每个小炉对应蓄热室外墙位置设置两个热修门，并在热修门适当位置处设置吹扫孔，外墙对应小炉位置设置
11、观察孔。B、格子体格子体选用德国 RHI 公司生产的筒形格子砖，据每个小炉使用温度和烟气通过不同高度的温度情况，砖材配置情况如下：格子体总高 9 米，共30 层，至下往上分别采用 TG17/15 EZ 砖，TG17/15 VS 砖，TG17/15 VZ砖，不同的蓄热室，每种砖的使用层数不同。 6.烟道及烟囱烟道布置方式如图 9：烟道采用拱碹结构，墙体及碹顶采用粘土砖加轻质保温砖和红砖结构。烟囱用钢筋混凝土浇注，内衬粘土质耐火砖。1 23111- 烟囱 2-总烟道 3-支烟道图 9 烟道及烟囱布置图第二部分：玻璃熔制过程将混合均匀的配合料经过高温加热熔融，形成透明、纯净、均匀并适合于成型的玻璃液
12、，这道工序称为玻璃的熔制熔制。玻璃熔制是玻璃制造中的重要环节。也是一个十分复杂的过程，它包括各种物理变化（如加热、挥发、熔化、排除吸附水、晶型转化等） 、化学变化（如分解反应、固相反应、排除化学结合水）等和物理化学变化（如气液相的平衡、各组分互相溶解）等。玻璃的熔制过程可分为五个阶段：硅酸盐形成、玻璃形成、澄清、均化和冷却。这些阶段互不相同，各有特点，但又相互密切联系，在实际熔制过程中，各阶段之间没有明显的界限。一.硅酸盐形成阶段硅酸盐形成是玻璃熔制过程的第一个阶段。在这个阶段中，配合料中各组分由于加热，会发生一系列物理变化、化学变化和物理化学变化。在这阶段结束后，配合料变成了由硅酸盐和游离二
13、氧化硅组成的不透明的烧结物。这一阶段在 800 900 结束。该阶段发生的主要物理、化学反应有：1.放出水分：配合料加热时，首先是所含吸附水或结晶水挥发出来，温度继续升高时放出化学结合水。2.盐类分解：加热至一定温度时配合料中各种盐类分解，生成金属氧12化物同时放出气体。.例如：Na2CO3Na2O+ CO2 700左右CaCO3CaO+ CO2 500左右MgCO3MgO+ CO2 380左右Na2SO4Na2O+SO3 1200左右3.多晶转变：某些组分具有多种晶型，温度变化时晶体结构会发生变化，从一种晶型突然转化成为另一种晶型。例如：石英砂或砂岩的主要成分是 SiO2，它有三种晶型：即石
14、英、磷石英和方石英，而同类的石英晶型根据稳定温度的高低又可依次分为、 几种变态。当温度变化时，就会发生晶型之间的转变，同时伴随体积的变化。因此，在烤窑升温时，应注意升温不宜过快，且在晶型转变温度应保温，以防体积突胀造成硅砖挤裂。4.熔化：加热到熔点时，组分从固相转变成熔融态。例如：长石的熔点为 2010石英的熔点为 11705.形成硅酸盐Na2CO3和 SiO2的混合物 Na2CO3+ SiO2Na2SiO3+CO2Na2SO4和 SiO2的混合物 Na2SO4+SiO2+CNa2SiO3+CO2+SO2纯 Na2SO4分解很困难要到 1120才开始，且分解速度慢。有还原剂（如碳纷）存在时将大
15、大加速 Na2SO4的分解和 Na2SO4与 SiO2的作用。.如果还原剂加入量不足，则因 Na2SO4在玻璃液中的溶解度低而生成13“硝水”浮在玻璃液面上，时而使原板上出现芒硝泡。为避免煤粉烧掉造成还原剂不足，配合时要混合均匀，入窑后要迅速加热到高温。窑内火焰气氛在料堆熔化带应保持还原性。以利芒硝分解。MgCO3和 SiO2的混合物 MgCO3+SiO2MgSiO3+ CO2CaCO3和 SiO2的混合物 CaCO3+SiO2CaSiO3+ CO26.形成复盐复盐复盐是两种（或多种）简单盐类所组成的化合物。配合料许多组分之间可生成复盐。如 Na2CO3和 CaCO3 在 600 左右形成 CaNa 2（CO3)2 ，熔点 513 ，这种复盐与 SiO2 的反应温度比 NaCO3与 SiO2的反应温度低。7.生成低共熔混合物低共熔混合物低共熔混合物：两种物质所形成的熔点最低的混合物。如：Na2SO4和Na
