玻璃液浸沒電加熱熔制法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]玻璃熔化工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]玻璃液的熔制是玻璃制造工藝中最重要、最核心的工藝。它的優(yōu)劣對(duì)于綠色環(huán)保、節(jié)能減排以及玻璃的制造質(zhì)量和成本的高低，有著舉足輕重的作用。
[0003]目前，用燃料連續(xù)熔制玻璃液均采用表面加熱的方法。它有著幾個(gè)難以克服的缺點(diǎn):一是熱效率較低，其熱損耗約占總熱耗量的70%~80%，每公斤玻璃液熱耗在1800千卡以上；二是熔化率較低，一般在1.5噸/平方米.日以下；三是熔化池燃燒空間的燃?xì)鉁囟雀?、流速大，?duì)窯爐耐火材料侵蝕較快，降低了窯爐使用壽命。為了省能源和降低成本并提高窯爐使用壽命，國(guó)內(nèi)外都在探索更有效的加熱方法代替表面加熱，例如浸沒燃燒和電極加熱。
[0004]迄今為止，所謂浸沒燃燒是將氣態(tài)燃料燃燒器浸沒在玻璃液中，燃燒的廢氣以高溫高速直接噴入熔池玻璃液中，攪動(dòng)著玻璃液，并將大部分熱量傳給玻璃液和配合料，使玻璃料迅速熔化。
[0005]這種方法不僅使燃燒氣體的熱量被玻璃液充分吸收，熱損失小，熔化率高，節(jié)能效果十分顯著(國(guó)外介紹浸沒燃燒方法的熔化率可達(dá)9~10噸/平方米.日，每公斤玻璃液熱耗在1000~1300千卡)。而且由于高溫氣體翻騰，對(duì)玻璃液起攪拌作用，使池內(nèi)的玻璃液更均勻。又由于離開玻璃液的廢氣溫度基本和熔池中表面玻璃液的溫度相同，因而降低了熔窯空間的溫度，延長(zhǎng)了窯爐的使用壽命。
[0006]浸沒燃燒方法有許多優(yōu)點(diǎn)，因此包括中國(guó)在內(nèi)的美、日、法、俄等國(guó)都先后進(jìn)行了深入的研宄和試驗(yàn)，但到目前為止均未在大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用上獲得成功。
[0007]其原因在于，這種傳統(tǒng)浸沒燃燒的方法有著難以解決的問題:1、澄清問題:在向玻璃液中噴入燃?xì)夂涂諝饣旌衔飼r(shí)(燃燒產(chǎn)物)，噴嘴的作業(yè)條件比較困難，只有混合氣體耗量大大超過用空氣或蒸汽鼓抱時(shí)，熔制才會(huì)正常進(jìn)行。由于玻璃液的激烈鼓泡翻騰，使玻璃液呈泡沫狀，自身的微小氣體夾雜物顯著增多，因此，使玻璃液澄清很困難。2、燃料問題:在熔體中吸留或夾雜的灰泡成分主要是未參加反應(yīng)的不活潑氣體，也就是燃料燃燒過程中釋放出的氮，如:用天然氣一空氣混合氣體的浸沒燃燒噴嘴所產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物中，含氮量超過70%，而一般的燃燒方法則允許在燃燒產(chǎn)物中的含氮量不超過30%，對(duì)于平板玻璃，則最好不超過10%(重量)。因此，這也是氣體夾雜物多的主要原因。用純氧燃燒工藝可有效解決上述兩個(gè)問題，但帶來的問題是，火焰溫度過高，噴嘴蝕損過快，又無法補(bǔ)償或更換。3、燃燒器問題:由于燃燒器是浸沒在熔體中的，其質(zhì)量、安放位置以及操作控制都比以往要求嚴(yán)格，否則，一旦燃燒發(fā)生故障，使玻璃液進(jìn)人其內(nèi)固化，則不能繼續(xù)使用。另外，當(dāng)玻璃液達(dá)到一定深度時(shí)，噴嘴的沖力不夠，火焰則不進(jìn)玻璃液，而從旁邊耐火材料噴出。秦皇島玻璃研宄院在試驗(yàn)中就遇到過這種情況?？s小噴嘴直徑可解決上述問題，但又會(huì)造成燃燒熱量不足的問題。4、耐火材料問題:由于玻璃液在窯內(nèi)劇烈翻騰，上部結(jié)構(gòu)空間會(huì)被飛濺出來的玻璃液所沖刷，一般的硅磚和鉻磚適應(yīng)不了這種熔窯的需要。當(dāng)在池底設(shè)置多個(gè)燃燒噴嘴時(shí)，也會(huì)削弱耐火材料的強(qiáng)度。另外，如在熔液中燃燒天然氣(為供入窯內(nèi)總量的7-10%),會(huì)使熱交換大大加強(qiáng)。過多地提高直接在熔窯中燃燒的天然氣量，耐火材料受蝕嚴(yán)重。5、玻璃液粘度、氣源壓力和流量的波動(dòng)，對(duì)混合氣體壓力和噴速的影響很大，使其難以長(zhǎng)期恒定地保持在玻璃液中燃燒，極易造成脫火或回火現(xiàn)象。6、最為關(guān)鍵的問題是:由于受材料限制，燃燒器(尤其是噴火嘴)極易損耗、壽命較短，而且既無法補(bǔ)償也難以更換。所以盡管經(jīng)過長(zhǎng)期的研宄和試驗(yàn)，卻難以投入實(shí)際應(yīng)用。
[0008]而電極加熱存在的問題是，加熱面積有限、電極昂貴且易氧化、需先其它加熱方式將玻璃熔化成液體后，才能夠通電加熱，增加了設(shè)備及工藝成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種玻璃液浸沒電加熱熔制法，其技術(shù)特征是:將特制的電加熱管浸入玻璃液中，為玻璃液加溫；并使玻璃液面上的原料熔化、玻璃液均化，從而熔制出可用于成型的合格玻璃液。
[0010]為了防止電加熱管彎曲折斷，可將其排列組合成排架。
[0011 ] 為了便于更換維修，將電加熱管的端頭伸出池壁外。
[0012]為防止耐火導(dǎo)熱管(3)被侵蝕，在其外側(cè)加裝一層可更換的保護(hù)管(4)。
[0013]與傳統(tǒng)的電極加熱和浸沒燃燒方法相比，這種玻璃液浸沒電加熱熔制法的優(yōu)點(diǎn)在于:1、熔化率高；2、成本低；3、熔窯壽命長(zhǎng)；4、節(jié)能減排效果突出。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明實(shí)施例之一的電加熱管斷面結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2是本發(fā)明實(shí)施例之二的電加熱管斷面結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖3是本發(fā)明實(shí)施例之三的電加熱管排列立體圖。
[0017]圖中1.電阻加熱原件，2.高溫絕緣材料，3.耐火導(dǎo)熱管，4.保護(hù)管。
【具體實(shí)施方式】
[0018]圖1中，將電阻加熱原件(I)放置在耐火導(dǎo)熱管(3)中，并用高溫絕緣材料(2)充填。上述耐火導(dǎo)熱管(3)的材質(zhì)可選用石墨、鋯剛玉、α-β剛玉等；高溫絕緣材料(2)，可選用氧化鎂材料。
[0019]圖2中，將電阻加熱原件(I)放置在耐火導(dǎo)熱管(3)中，并用高溫絕緣材料(2)充填。上述耐火導(dǎo)熱管(3)的材質(zhì)可選用石墨、鋯剛玉、α-β剛玉等；高溫絕緣材料(2)，可選用氧化鎂材料；在耐火導(dǎo)熱管(3)外側(cè)在套上一層可更換的保護(hù)管(4)，當(dāng)其被侵蝕到一定的程度后更換。
[0020]圖3中，為了防止電加熱管彎曲折斷，可將其排列組合成排架。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種玻璃液浸沒電加熱熔制法，其技術(shù)特征是:將特制的電加熱管浸入玻璃液中，為玻璃液加溫；并使玻璃液面上的原料熔化、玻璃液均化，從而熔制出可用于成型的合格玻璃液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻璃液浸沒電加熱熔制法，其技術(shù)特征是:所述電加熱管至少由電阻加熱原件(I)，高溫絕緣材料(2 )，耐火導(dǎo)熱管(3 )組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種玻璃液浸沒電加熱熔制法，其技術(shù)特征是:上述耐火導(dǎo)熱管(3)的材質(zhì)為石墨。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻璃液浸沒電加熱熔制法，其技術(shù)特征是:為了防止電加熱管彎曲折斷，將其排列組合成排架。
5.一種玻璃液浸沒電加熱熔制法，其技術(shù)特征是:為了便于更換維修，將電加熱管的端頭伸出池壁外。
6.一種玻璃液浸沒電加熱熔制法，其技術(shù)特征是:為防止耐火導(dǎo)熱管(3)被侵蝕，在其外側(cè)加裝一層可更換的保護(hù)管(4)。
【專利摘要】一種玻璃液浸沒電加熱熔制法，其技術(shù)特征是：將特制的電加熱管浸入玻璃液中，為玻璃液加溫；并使玻璃液面上的原料熔化、玻璃液均化，從而熔制出可用于成型的合格玻璃液。
【IPC分類】C03B5-235
【公開號(hào)】CN104761121
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510157206
【發(fā)明人】徐林波
【申請(qǐng)人】徐林波
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年4月6日