熔窑组成及熔化工艺

• 4.玻璃液均化阶段
• 玻璃液长时间处于高温 ，并在对流、扩散 、熔解等作用下，玻璃液中的条纹逐渐消 除，化学组成和温度逐渐趋向均匀。此阶 段结束时的温度略低于澄清温度。
• 5.玻璃液冷却阶段
• 将澄清和均化后的玻璃液逐渐降温，使玻 璃液具有成型所需的黏度。浮法玻璃冷却 结束的温度在1100~1050℃左右。
投料池和L吊墙
•烧结锆莫来石砖
熔化区
•优质硅砖
澄清区
小炉、胸墙、池壁
•优质硅砖
•锆刚玉砖 •锆刚玉砖
小炉
•锆刚玉砖
•高纯镁砖
胸墙
•锆刚玉砖
熔化区池壁
•锆刚玉砖
大碹和拉条
蓄热室
格子体
•镁 锆
•镁砖
耐火材料的性质和组成
耐火材料是指耐火度不低于1580℃的一类无 机非金属材料。耐火度是指耐火材料锥形体试样在
• （4）液面制度
• 玻璃液面一定要维持稳定，如果波动幅度 太大、太频，对熔制质量和成型操作都不 利。液面波动大，会加速对液面部位的耐 火材料侵蚀。液面波动是由于加料量和出 料量不均匀引起，同时加料量不稳定又会 引起“跑料”现象。
熔化过程对质量的影响
熔化过程中产生的主要缺陷
1、 熔化残留物 通常来自于未熔化的配合料和从原料带入的难 熔杂质（粉料结石）。耐火材料在使用中的剥落 、侵蚀也会造成末熔残留物（耐火材料结石）。 它们大多是富硅、富铝、富锆的结石。
•投料池
窑炉的基本结构
•蓄热室
•小炉
•熔化区 •澄清区
•卡脖
•熔化部
•冷却部
•蓄热室
•蓄热室
•熔化池
•蓄热室
•烟道
•烟道
耐火材料的选用（常见配置方案）：
火焰空间（大碹、澄清部胸墙）：硅砖； 池 壁：电熔锆刚玉砖； 池 底：刚玉砖+锆质捣打料+粘土砖+保温砖； 小 炉：电熔锆刚玉砖； 蓄热室：硅砖、粘土砖、高铝砖、镁砖耐火材料； 烟 道：粘土砖 L 吊 墙：烧结锆莫来石砖
3、再生气泡
澄清好的玻璃在冷却过程中，由于温度 波动(如重新加热)，或窑内压力、气氛等条 件的改变，破坏了当时已经建立起来的气液平衡，这样，原来溶于玻璃液中的气体 则有可能重新析出形成气泡，这种气泡称 为再生气泡或二次气泡。
再生气泡
再生气泡在玻璃中 数量很多，分布均匀 ，大小在0.1mm以下 ，犹如灰尘，因而又 称灰泡.
耐火材料的性质和组成
• （3）镁质耐火材料
• 镁质耐火材料是指以镁砂为主要原料，以方镁石 为主晶相，MgO含量大于80%的碱性耐火材料。
• 镁砖荷重软化开始温度>1550℃
• （4）含锆耐火材料
•
含锆耐火材料是指以氧化锆（ZrO2）、锆英
石等含锆材料为原料生产的耐火材料。锆刚玉主
晶相为α-Al2O3,次晶相为斜锆石，还存在少量玻
•玻璃熔化的工艺制度
1、温度制度 2、窑压制度 3、气氛的影响 4、液面制度
• （1） 温度制度
• 温度制度包括熔制温度、温度随窑长空间的分布 以及制度的稳定性。最重要的是熔制温度。
• 熔制温度决定熔化速度，温度愈高硅酸盐反应愈 强烈，石英熔化速度愈快，而且对澄清，均化过 程也有显著的促进作用，在1400～1500℃范围内 ，熔化温度每提高1℃，熔化率增加2%，但高温 熔化受耐火材料质量的限制，一般在耐火材料能 承受的条件下尽量提高熔制温度。
• （2） 压力制度
• 窑压要求保持在微正压，一般不允许呈负 压，因为负压引入冷空气，不仅要降低窑 温，增加热损失，还使窑内温度分布不均 匀，在某些死角处温度偏低。但正压也不 能过大，如正压过大，会使燃耗增大，窑 体烧损加剧，影响澄清速度。
• （3）气氛制度 • 窑炉气氛对熔制过程有至关重要的影响。窑内各
熔窑组成及熔化工艺
2020年7月19日星期日
熔窑工作过程
• 熔制玻璃的窑炉，包括间歇式坩埚窑和连续式池 窑。我们公司采用的均为浮法玻璃池窑。 • 熔窑的工作过程： • 配合料由投料口进入熔化部，燃烧时助燃风从窑炉 的一侧进入，火焰从窑炉一侧的小炉往另一侧喷出， 火焰通过热量辐射使配合料熔化成玻璃液，燃烧后的 废气进入另一侧的小炉，经蓄热室、烟道、烟囱排出 。20分钟进行一次火焰换向。 • 熔化与澄清后的玻璃液进入冷却部，冷却到一定 的成型温度后经流槽口进入锡槽。
4、条纹和疖瘤
玻璃中的条纹和疖瘤，都是玻璃态物质。 条纹呈线条状或纤维状，形状和粗细都不规则， 与它周围的玻璃有时没有明显的界限，故亦称之为 玻璃态夹杂物。 疖瘤大多是在高温时形成的液态球滴或球团。由 于这部分玻璃的粘度、表面张力比基体玻璃大，因 而易收缩呈圆形或椭圆形。疖瘤也可看成是条纹的 前身，由于扩散不充分而造成。
• 窑头的主要水包有前脸墙水包、小炉底板 水包、卡脖拐角水包、卡脖水包、卡脖搅 拌器水包、鼓泡器等。
• 在水包漏水时，窑内温度降低，玻璃液中 有水汽进入，对熔化和澄清均有很大的影 响，造成夹杂物和气泡增加。
• 例如2014年2月22日 一线挡焰水包漏水， 影响质量20个小时。
3、火焰对质量的影响
• （2）硅酸铝质耐火材料： • 1.粘土砖是指氧化铝含量在30%～48%的硅
酸铝质耐火材料。 • 粘土砖的荷重软化开始温度在1350℃左右
。 • 2.高铝砖的氧化铝>48%。其中莫来石中
Al2O3含量为65～75%。荷重软化开始温度 >1600℃ • 3.刚玉砖是指氧化铝含量在95%以上的硅酸 铝质耐火材料。荷重软化开始温度>1700℃
• 干粉火焰差，特别是熔化后区火焰角度偏 低等原因会造成玻璃表面微气泡。
• 主要原因是燃料在玻璃表面燃烧产生CO2 气泡过多，澄清困难。
4、窑炉侵蚀
•大碹下表层鼠洞
池壁上沿炸裂
•池壁炸裂状况
池壁加水包
大碹鼠洞图
•鼠洞
两个大鼠洞
•瓦工正在修补鼠洞情景
• 除了前面提到的一些熔化因素和窑炉因 素，熔化过程对质量产生影响的操作还有 很多。
• 3.玻璃液澄清阶段
• 随着温度继续升高，达到1400~1500℃时，玻璃液 在形成阶段的可见气泡和熔解气体，由于温度升高 ，体积增大，玻璃液黏度的降低而逸出。
• 原料中加入澄清剂芒硝在高温玻璃液中可以排除其 它原料中碳酸盐产生的气泡。
• 玻璃液为什么要进行澄清处理？
• 答：玻璃液澄清是指消除玻璃液中气泡的过程， 玻璃液澄清效果的好坏将直接影响玻璃成品的质 量。这是因为经过熔化后的配合料成为玻璃液， 而玻璃液中存在一定量的气泡，如果不及时消除 气泡，就会造成玻璃缺陷，从而影响玻璃质量。
条纹
疖瘤
•1、卡脖水包 缺陷来因
•作用： •1、阻挡浮渣。 •2、降低冷却部温度。 •3、加强澄清部玻璃液的对流。 •在卡脖水包前浮渣较多，窑内波动等工艺 需要等情况下，需要清洗卡脖水包，一般来
说卡脖水包清洗后的两个班，由于池窑内前
区部分杂物被放过进入后区，质量波动会比 较大。
前脸墙水包
2、水包漏水
没有荷重情况下，抵抗高温作用而不软化熔倒的摄 氏温度。
• （1）硅质耐火材料
•
含SiO2在90%以上的材料通常称为硅质耐火
材料，主要包括硅砖及熔融石英制品。硅砖以硅石
为主要原料生产，其SiO2含量一般不低于93%，
主要矿物组成为磷石英和方石英。
• 硅砖荷重软化温度高达1640～1670℃
耐火材料的性质和组成
处气氛的性质不一定相同，按其组成可分为氧化 、中性或还原状态，视配合料和玻璃的组成以及 各项具体工艺要求确定。 熔制纯碱-芒硝配合料时，窑的熔化部应保持还原 气氛，而且配合料中还要有足够的还原剂，使芒 硝分解完全。若是碳粉作还原剂，则澄清部最后 又必须是氧化气氛，以烧掉过剩的碳粉。 在熔制颜色玻璃时也须保持一定的气氛。比如为 了熔制铜红玻璃，则必须保持还原气氛。
•
原料、燃料、温度、窑压、气氛、
液面等工艺的稳定都是熔化稳定的必要前
提。只有每一步操作都精细化，熔化制度
保持稳定，才能生产出高品质的玻璃。
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• 对于普通钠-钙硅酸盐玻璃而言，这一阶段结束 后，配合料 转变为由硅酸盐和残余石英颗粒组成 的烧结体。
• 2.玻璃液形成阶段 • 在硅酸盐形成阶段生成的硅酸钠、硅酸钙、硅酸
铝及反应剩余的大量二氧化硅在继续提高温度下 它们相互熔解和扩散，由不透明的半熔烧结物转 化为透明的玻璃液，这一过程称为玻璃的形成阶 段。 • 当温度升到1200℃时，第一阶段烧结物中的低共 熔物开始熔化，出现了一些熔融体，同时硅酸盐 与未反应的石英砂颗粒反应，相互熔解。伴随着 温度的继续升高，硅酸盐和石英砂颗粒完全熔解 与熔融体中，成为含有大量可见气泡、条纹、在 温度和化学组分上不够均匀的透明玻璃液。 • 熔化的关键阶段固体颗粒在硅酸盐熔体中熔解的 过程。
璃相。
• 锆刚玉砖荷重软化开始温度>1630℃
玻璃的熔化过程
玻璃熔制的五个阶段
• 1.硅酸盐形成阶段 • 配合料进入熔窑后，在800~1000℃温度范围内发
生一系列物理的、化学的和物理化学的反应。这 个阶段结束时，大部分气态产物从配合料中逸出 ，配合料最后变成由硅酸盐和二氧化硅组成的不 透明烧结物。
粉料结石
在混料不匀、熔化温度偏低、石英含量增加、颗 粒度变粗等情况下，均可能在玻璃中留下未熔化的 残留物，最终便形成料粉结石。
耐火材料结石
2、原生气泡
由于澄清不良，残留在 玻璃中的气泡，称为原 生气泡或一次气泡，实 质上是由过量的气体形 成的气相包裹物。 这类气泡通常呈圆形、 椭圆形或纺锤形。