專利名稱：改善工作池中玻璃液冷卻的玻璃熔爐及玻璃液的冷卻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及玻璃熔煉領(lǐng)域，更具體而言，本發(fā)明涉及一種改善玻璃液冷卻效果及提高玻璃液冷卻均勻性的冷卻方法。
背景技術(shù)：
電視機(jī)中顯像管用玻殼以及絕大多數(shù)大中型玻璃制品(如浮法玻璃)的生產(chǎn)過程中，最為關(guān)鍵的設(shè)備即為玻璃池爐。由于玻璃液最終要通過成型變?yōu)椴Ａе破?，所以就必然涉及到對玻璃液的冷卻。在玻璃液冷卻的過程中，不同的冷卻方式或冷卻效果的好壞，都直接影響到了玻璃制品的質(zhì)量，亦即“良品率”。在池爐工作過程中，要想提高池爐內(nèi)玻璃液的熔化率，就需要提高玻璃液的溫度。然而，玻璃液流向成型區(qū)時(shí)還必需被降低到成型所需的溫度要求范圍，這就要求必需在冷卻部(電視玻璃中常稱為工作池)加強(qiáng)冷卻。因此，如何解決對玻璃液溫度的提高和降低這兩方面的矛盾一直是本領(lǐng)域技術(shù)人員所面臨的難題。
在傳統(tǒng)的池爐操作過程中，通常采用非常有限的幾支特制燒槍向工作池內(nèi)噴入空氣和天然氣的混合氣體。為達(dá)到成型工藝要求的理想溫度，就需增大工作池?zé)龢尩闹硷L(fēng)量，即將空燃比(助燃空氣與天然氣的比例)調(diào)整至較大的燃燒比例狀態(tài)，以空氣作為冷卻介質(zhì)，通過大量的空氣吹入工作池，帶走熱量來冷卻玻璃液，以此保證玻璃液達(dá)到所需要的目標(biāo)溫度。當(dāng)為了提高熔化率而升高出料量時(shí)，從熔化池帶入工作池的熱量會(huì)大大增加，這就需要通過大量的空氣來冷卻，而由于燒槍數(shù)量很少，就會(huì)導(dǎo)致工作池內(nèi)玻璃液的冷卻不均勻。玻璃液溫差的加大會(huì)直接影響玻璃制品的質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)將影響玻璃制品的良品率。由此可見，現(xiàn)有技術(shù)中的玻璃池爐的冷卻設(shè)置存在著明顯的弊端，即無法同時(shí)兼顧提高產(chǎn)量和提高質(zhì)量的雙重要求。
鑒于現(xiàn)有的針對玻璃熔爐工作池中玻璃液的冷卻方式已經(jīng)無法滿足熔化率日益提高的工業(yè)化大生產(chǎn)，如何既能在提高池爐出料量時(shí)快速冷卻玻璃液溫度，又能保證玻璃液冷卻的均勻性，一直是本領(lǐng)域技術(shù)人員努力探討和研究的技術(shù)難題。
本發(fā)明在無需對現(xiàn)有的玻璃池爐的燃燒系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的配置進(jìn)行任何變更的前提下，徹底解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的矛盾，大大改善了工作池冷卻的效果以及玻璃液冷卻的均勻性，并且不會(huì)對玻璃質(zhì)量產(chǎn)生任何不利的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供能夠改善工作池中玻璃液冷卻的玻璃熔爐及冷卻方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種能夠改善工作池中玻璃液冷卻的玻璃熔爐，具有墻磚、由墻磚圍繞限定成的工作池、以及圍繞工作池設(shè)置的多個(gè)燒槍，所述燒槍用于向工作池內(nèi)噴入空氣和天然氣的混合氣體，其中在工作池胸墻磚的液位線高度以上、比燒槍更靠近液位線的位置，沿工作池胸墻的周邊設(shè)置了冷卻風(fēng)出口和冷卻風(fēng)入口，工作池胸墻在冷卻風(fēng)出口和冷卻風(fēng)入口之間設(shè)有中空的冷卻風(fēng)風(fēng)道，使得從冷卻風(fēng)入口送入的冷卻風(fēng)經(jīng)過冷卻風(fēng)風(fēng)道由冷卻風(fēng)出口作用于工作池胸墻磚液位線高度以上部分的整個(gè)火焰空間周圍。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種玻璃熔爐工作池中玻璃液的冷卻方法，包括在具有墻磚、由墻磚圍繞限定成的工作池、以及圍繞工作池設(shè)置的多個(gè)燒槍的玻璃熔爐中，通過燒槍向工作池內(nèi)噴入空氣和天然氣的混合氣體，并在工作池胸墻磚的液位線高度以上、比燒槍更靠近液位線的位置，通過冷卻風(fēng)風(fēng)道和沿工作池胸墻的周邊設(shè)置的冷卻風(fēng)出口將冷卻風(fēng)作用于工作池胸墻磚液位線高度以上部分的整個(gè)火焰空間周圍。


圖1為示出現(xiàn)有技術(shù)中的常見冷卻方法的玻璃池爐的工作池的主視剖視示意圖。
圖2為示出現(xiàn)有技術(shù)中的常見冷卻方法的玻璃池爐的工作池的俯視剖視示意圖。
圖3為示出采用根據(jù)本發(fā)明的冷卻方法的玻璃池爐的工作池的主視剖視示意圖。
圖4為示出采用根據(jù)本發(fā)明的冷卻方法的玻璃池爐的工作池胸墻的俯視剖視圖。
圖5為示出采用根據(jù)本發(fā)明的冷卻方法的玻璃池爐的工作池胸墻中冷卻風(fēng)道的A-A放大剖面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1和圖2示出現(xiàn)有技術(shù)中采用常規(guī)冷卻方法的工作池，該工作池由耐火材料砌筑而成，在結(jié)構(gòu)上可分為池底1、池壁2、胸墻3、大碹4等?；鹧婵臻g由胸墻3和大碹4圍成。在火焰空間內(nèi)玻璃液的液面位置上方大約300-500mm處沿工作池的周邊設(shè)有多支燒槍5，通過燒槍向工作池內(nèi)部2噴入空氣和天然氣的混合氣體。一般情況下，將空氣與天然氣的比例調(diào)節(jié)至高于10∶1，這樣天然氣可以充分燃燒，并且可以通過剩余的空氣來冷卻玻璃液。如附圖1、圖2所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，在玻璃熔爐上方設(shè)置了6支燒槍(一般為6支，但也可以有所不同)，通過燒槍向玻璃池爐通入空燃比10∶1-30∶1的空氣和天然氣的混合氣體，將該混合氣體的噴入壓力設(shè)為0.02MPa、將噴入量設(shè)為1000-5000Nm3/h。通過檢測，玻璃池爐表層靠近燒槍部位的玻璃液溫度被冷卻至約1000℃，而遠(yuǎn)離燒槍部位的玻璃液溫度仍約在1100-1250℃，經(jīng)過對通道6玻璃液溫度的測量計(jì)算可知玻璃池爐下方的主體玻璃液溫度仍高至1250-1350℃。由此可見，玻璃池爐工作池內(nèi)玻璃液的冷卻非常不均勻。在生產(chǎn)過程中，當(dāng)為了提高熔化率而升高出料量時(shí)，從熔化池帶入工作池的熱量會(huì)大大增加，這就需要通過大量的空氣來冷卻，而由于燒槍的數(shù)量有限，火焰和冷卻風(fēng)集中在有限的幾個(gè)位置，就會(huì)導(dǎo)致工作池內(nèi)玻璃液冷卻的不均勻性更為嚴(yán)重。由于燒槍是將空氣和天然氣的混合氣體直接吹到玻璃液上，如果將空氣與天然氣的比例調(diào)節(jié)得過大，隨著冷卻風(fēng)量的不斷增大，玻璃液的溫差會(huì)加劇，而溫差的加大更會(huì)直接影響玻璃制品的質(zhì)量。
參照圖3、圖4，分別示出了采用根據(jù)本發(fā)明的冷卻方法的玻璃池爐的工作池的主視剖視示意圖和俯視剖視示意圖。除了采用燒槍之外，在工作池胸墻磚3的液位線11高度以上、比燒槍更靠近該液位線的位置，沿工作池胸墻的周邊設(shè)置了冷卻風(fēng)出口10和冷卻風(fēng)入口9，工作池胸墻磚中設(shè)有中空的冷卻風(fēng)風(fēng)道8，冷卻風(fēng)出口10和冷卻風(fēng)入口9通過該冷卻風(fēng)風(fēng)道8連通，使得從冷卻風(fēng)入口9送入的強(qiáng)制受控冷卻風(fēng)經(jīng)過冷卻風(fēng)風(fēng)道8由冷卻風(fēng)出口10直接有效地作用于工作池胸墻磚液位線高度以上部分的整個(gè)火焰空間周圍，實(shí)現(xiàn)對工作池中玻璃液的強(qiáng)制受控風(fēng)冷。通過在工作池胸墻磚內(nèi)設(shè)置冷卻風(fēng)風(fēng)道，同時(shí)向工作池內(nèi)部吹送受控冷卻風(fēng)，大大改善了冷卻風(fēng)的冷卻面積，而冷卻風(fēng)出口和入口的設(shè)置位置和設(shè)置數(shù)量可以根據(jù)冷卻效果的需要來進(jìn)行設(shè)置。
根據(jù)本發(fā)明，還可以在胸墻磚內(nèi)的冷卻風(fēng)風(fēng)道中開設(shè)通向工作池的多排較細(xì)的小風(fēng)孔7(圖中未全部示出)，通過改變冷卻風(fēng)的風(fēng)量和風(fēng)壓可以調(diào)節(jié)冷卻效果，從而實(shí)現(xiàn)均勻地冷卻。在胸墻磚的冷卻風(fēng)風(fēng)道中設(shè)置的小風(fēng)孔可以為1-3排，優(yōu)選為3排，如附圖5所示。
優(yōu)選地，采用空氣氣體作為冷卻風(fēng)介質(zhì)，可以利用控制系統(tǒng)控制冷卻風(fēng)的風(fēng)量和風(fēng)壓。本發(fā)明所用冷卻風(fēng)的風(fēng)量100-5000Nm3/h、風(fēng)壓在0.01-0.3MPa之間可以進(jìn)行連續(xù)調(diào)整，以調(diào)節(jié)對工作池內(nèi)玻璃液的冷卻效果。優(yōu)選地，所用冷卻風(fēng)的風(fēng)量在100-300Nm3/h、風(fēng)壓在0.05-0.15MPa之間進(jìn)行調(diào)整。
根據(jù)本發(fā)明，如圖3、圖4所示，除了如同常規(guī)技術(shù)中一樣在玻璃池爐上方采用了6支燒槍之外，在工作池胸墻磚4的液位線11高度以上、比燒槍更靠近該液位線的位置，沿工作池胸墻的周邊設(shè)置了1個(gè)冷卻風(fēng)出口10和1個(gè)冷卻風(fēng)入口9。冷卻風(fēng)出口10和冷卻風(fēng)入口9通過工作池胸墻磚中設(shè)置的中空的冷卻風(fēng)風(fēng)道8連通。從冷卻風(fēng)入口9送入的強(qiáng)制受控冷卻風(fēng)的風(fēng)量被設(shè)定為150Nm3/h、風(fēng)壓被設(shè)定為0.1MPa。該冷卻風(fēng)經(jīng)由冷卻風(fēng)出口直接有效地作用于工作池胸墻磚液位線高度以上部分的整個(gè)火焰空間周圍，實(shí)現(xiàn)對工作池中玻璃液的強(qiáng)制受控風(fēng)冷。經(jīng)過檢測，玻璃池爐表面的玻璃液溫度被均勻冷卻至1000℃，而玻璃池爐下方的玻璃液被冷卻至1050-1100℃。由此可見，玻璃液冷卻的均勻性得以顯著的提高，由此大大提高了玻璃液的均勻性，減少了后序工藝的溫度調(diào)節(jié)，降低了攪拌棒的轉(zhuǎn)速，減少了因攪拌而產(chǎn)生的各種玻璃缺陷，提高了玻璃制品的良品率。
對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解的是，冷卻風(fēng)入口和冷卻風(fēng)出口的位置和數(shù)量并不限于圖3、圖4中所示的情況，可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要進(jìn)行冷卻風(fēng)入口和出口的數(shù)量添加和位置調(diào)整。
通過采用本發(fā)明的玻璃熔爐和冷卻方法，以簡單、安全的風(fēng)冷方式，就能夠顯著提高對玻璃液的均勻冷卻效果。在保證池爐提高出料量的情況下大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)還減少了對火焰空間及液位線處的耐火磚的侵蝕，有助于消除玻璃缺陷的產(chǎn)生原因，延長池爐的使用壽命。
此外，采用本發(fā)明的玻璃池爐和池爐冷卻方法，無需對現(xiàn)有的池爐操作和工藝進(jìn)行變動(dòng)，也無需對池爐燃燒系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的配置進(jìn)行任何變更，投資非常小，且易于實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種改善工作池中玻璃液冷卻的玻璃熔爐，具有墻磚、由墻磚圍繞限定成的工作池、以及圍繞工作池設(shè)置的多個(gè)燒槍，通過燒槍向工作池內(nèi)噴入空氣和天然氣的混合氣體，其中在工作池胸墻磚的液位線高度以上、比燒槍更靠近液位線的位置，沿工作池胸墻的周邊設(shè)置了冷卻風(fēng)出口和冷卻風(fēng)入口，該冷卻風(fēng)出口和冷卻風(fēng)入口之間通過設(shè)置在工作池胸墻磚中的中空的冷卻風(fēng)風(fēng)道連通，使得從冷卻風(fēng)入口送入的強(qiáng)制受控冷卻風(fēng)經(jīng)過冷卻風(fēng)風(fēng)道由冷卻風(fēng)出口直接有效地作用于工作池胸墻磚液位線高度以上部分的整個(gè)火焰空間周圍，實(shí)施強(qiáng)制受控風(fēng)冷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃熔爐，其特征在于，在胸墻磚內(nèi)的冷卻風(fēng)風(fēng)道中開設(shè)通向工作池的多排小風(fēng)孔，通過改變冷卻風(fēng)的風(fēng)量和風(fēng)壓來調(diào)節(jié)冷卻效果。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的玻璃熔爐，其特征在于，在胸墻磚的冷卻風(fēng)風(fēng)道中設(shè)置的小風(fēng)孔為1-3排。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃熔爐，其特征在于，采用空氣氣體作為冷卻風(fēng)介質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃熔爐，其特征在于，所用冷卻風(fēng)的風(fēng)量在100-5000Nm3/h、風(fēng)壓在0.01-0.3MPa之間進(jìn)行調(diào)整。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的玻璃熔爐，其特征在于，所用冷卻風(fēng)的風(fēng)量在100-300Nm3/h、風(fēng)壓在0.05-0.15MPa之間進(jìn)行調(diào)整。
7.一種玻璃熔爐工作池中玻璃液的冷卻方法，包括在具有墻磚、由墻磚圍繞限定成的工作池、以及圍繞工作池設(shè)置的多個(gè)燒槍的玻璃熔爐中，通過燒槍向工作池內(nèi)噴入空氣和天然氣的混合氣體，并在工作池胸墻磚的液位線高度以上、比燒槍更靠近液位線的位置，通過冷卻風(fēng)風(fēng)道和沿工作池胸墻的周邊設(shè)置的冷卻風(fēng)出口將冷卻風(fēng)作用于工作池胸墻磚液位線高度以上部分的整個(gè)火焰空間周圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的冷卻方法，其特征在于，在胸墻磚內(nèi)開設(shè)的冷卻風(fēng)風(fēng)道中開設(shè)通向工作池的多排小風(fēng)孔，通過改變冷卻風(fēng)的風(fēng)量和風(fēng)壓來調(diào)節(jié)冷卻效果。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷卻方法，其特征在于，在胸墻磚的冷卻風(fēng)風(fēng)道中設(shè)置的小風(fēng)孔為1-3排。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的冷卻方法，其特征在于，采用空氣氣體作為冷卻風(fēng)介質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及能夠改善工作池中玻璃液冷卻的玻璃熔爐和冷卻方法。該玻璃熔爐具有墻磚、由墻磚圍繞限定成的工作池、以及圍繞工作池設(shè)置的多個(gè)燒槍，通過燒槍向工作池內(nèi)噴入空氣和天然氣的混合氣體，其中在工作池胸墻磚的液位線高度以上、比燒槍更靠近液位線的位置，沿工作池胸墻的周邊設(shè)置了冷卻風(fēng)出口和冷卻風(fēng)入口，該冷卻風(fēng)出口和冷卻風(fēng)入口之間通過設(shè)置在工作池胸墻磚中的中空的冷卻風(fēng)風(fēng)道連通，使得從冷卻風(fēng)入口送入的強(qiáng)制受控冷卻風(fēng)經(jīng)過冷卻風(fēng)風(fēng)道由冷卻風(fēng)出口直接有效地作用于工作池胸墻磚液位線高度以上部分的整個(gè)火焰空間周圍，實(shí)施強(qiáng)制受控風(fēng)冷，有效且均勻地降低工作池各處玻璃液的溫度，從而改善玻璃質(zhì)量。
文檔編號(hào)C03B5/23GK1600711SQ20041008655
公開日2005年3月30日 申請日期2004年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月25日
發(fā)明者李留恩, 賈偉, 蒼利民, 閻韜, 夏興東, 齊石中, 李軍濤, 李震 申請人:河南安彩高科股份有限公司