11-第三章3.1浮法玻璃池窑分析
浮法玻璃教材-退火窑理论知识培训材料(中级)
第三章浮法退火窑1、引言玻璃退火窑是改善玻璃应力的设备，它直接影响玻璃的成品率及玻璃的后续处理，在玻璃生产中处于重要位置。
玻璃产品的性能、生产规模及质量决定退火窑的退火特点，因而不同产品退火窑的结构会存在着差异。
现在浮法玻璃退火窑为适应浮法玻璃的生产有着自己的特点，它能够处理大吨位锡槽产出的玻璃原片，具有现代化的自动控制技术，产品能够适应各种平板用户对浮法玻璃的要求。
目前，浮法玻璃退火窑均为全钢全电退火窑，就其结构而言，它包括辊道和壳体两部分。
世界上在制造该种退火窑上较著名的公司有两家，一家是起步最早的比利时CUND公司，另一家为法国STEIN公司，两家产品各有特点，CUND公司以冷风工艺为基础，而STEIN公司则以热风工艺为基础，其他部分基本上趋于一致。
退火窑壳体按照CUND公司一般分为A0区、A区、B区、C区、D 区、RET区、E区和F区，而STEIN公司则分为A0区、A区、B区、C 区、E。
区、D区、E区和F区。
虽然在过渡区和重要退火区的叫法不一，各部分的功能是一致的。
退火窑辊道由传动系统和辊子组成。
辊子一般为钢辊，也有一些生产线采用部分石棉辊。
退火窑前端的部分辊子的高度可调，以适应玻璃带出锡槽时的爬坡。
退火窑传动一般包括两个传动站，当退火窑运行时，直接带动退火窑辊道的为主传动,另一个为从传动，从传动以主传动95%的速度运行，一旦主传动故障，从传动迅速提速代替主传动。
也有的退火窑除了两个主要传动外还带一个小电机传动。
2、退火窑退火窑可分为保温段、密封段和敞开段，保温段指在线镀膜区A0区、退火前区A区、重要退火区B区和退火后区C区，密封段指过渡区E0（或D）区和循环热风冷却区D（或RET）区，敞开段指间接冷却区E区和直接冷却区F区。
目前，以热风工艺为特色的STEIN退火窑普遍使用在浮法玻璃工厂中，我们公司也普遍使用该公司的产品，下面所要阐述的主要以STEIN退火窑为主。
2.1 A区退火窑的前一节或两节是A0区，它的顶是可移动式的，用于在线镀膜。
浮法玻璃池窑毕业设计
浮法玻璃池窑毕业设计浮法玻璃池窑毕业设计第1章绪论1.1 本设计的意义、目的及设计任务浮法玻璃池窑是浮法玻璃生产的重要热工设备，设计合理与否直接关系到浮法玻璃的质量等级。
我国许多的池窑工作者积累了大量的宝贵经验并且吸取国外一些先进的设计理念将之应用到池窑设计当中，取得了很大的进步，但在浮法玻璃池窑的寿命、玻璃质量能耗等技术指标方面与先进的浮法玻璃池窑仍然还有一定的差距。
因此，本设计可以让学生很好的了解浮法玻璃池窑的结构及各部分工作原理，使学生对浮法玻璃池窑生产工艺流程有一个全面的了解。
同时，可以培养学生严谨的工作作风和求真务实的科学态度，弄清浮法玻璃池窑工艺制度的设计方法，进一步培养学生独立思考、综合运用已学理论知识及其它途径分析和解决实际问题的工作能力、锻炼学生理论结合实际的能力、制图和看图的能力、设计和科研的能力。
本设计要求设计日产600吨平板玻璃工厂浮法玻璃池窑结构。
需要依次进行玻璃成分设计，配料计算、浮法总工艺计算；玻璃工厂储库、堆场及堆棚设计计算；玻璃池窑结构设计计算；绘制池窑结构图及耐火材料排布图；绘制全厂总平面布置图。
1.2 目前国内外浮法玻璃发展状况1、国外浮法玻璃发展状况自1959年2月，英国Pilkington玻璃兄弟有限公司宣布浮法工艺成功以来，浮法玻璃技术得到了迅速推广。
截止2001年末，世界各地区已建成投产的浮法玻璃生产线约280条，其中亚洲约130条，欧洲79条，北美洲56条，南美洲10条，非洲和大洋洲5条，280条浮法线日熔化总能力约为13万吨，年生产能力可达3600万吨以上[1]。
其中，西欧占27%，约894万吨；东欧占5%，约165万吨；北美占23%，约761万吨；中国占30.8%，约1020万吨（2.04亿重量箱）；日本占11%，约364万吨；非洲及中东地区占3%，约99万吨[2]。
截至2003年底，全世界已有36个国家和地区（不包括中国内地）建成了140多条浮法玻璃生产线，总产量达到3亿吨左右，并占到平板玻璃总量的80%以上。
热工设备玻璃部分第三章玻璃池窑操作原理
§3-1 玻璃熔制的温度制度
温度制度是指熔化部的温度制度，而非全 窑的温度制度。温度制度是指沿熔化部窑 长度方向的温度分布，用温度曲线表示。
温度曲线通常是一条由几个温度测定值连 成的折线表示
浮法玻璃熔窑通常采用数字光学高温计测 量小炉腿温度，并与窑顶热电偶的测定值 比较。 熔窑上部空间温度波动范围被控制 在土5℃。
3.7 玻璃熔窑用耐火材料的种类
1、硅砖 硅砖是玻璃窑炉上较常用的耐火材料，是单一
氧化物组成的酸性耐火材料，热稳定性好， 在 650℃以下抗热冲击性极差。因此烤窑时，在 650℃以下要缓慢升温。 硅砖的耐火度不是很 高，但荷重软化温度高，适用于高温下长期使 用。用来作碹顶时， 可承受很高的压力。 硅 砖的抗热冲刷性极差，不能用来作与玻璃液接 触的耐火材料。 硅砖掉进玻璃液中会慢慢扩散、 溶解，不污染玻璃液。
某厂的换火控制如下：熔窑为南北方向。当火焰 由西火换成东火时，首先同时关闭西侧油阀和开 启东侧的介质阀，间隔 2秒钟后，同时开启东侧 油阀和关闭西侧介质阀。
而助燃风是与第一程序同步进行。总的换火时间 约 8-10秒。
3.6 耐火材料的主要技术性能要求
耐火材料是指耐火度不低干 1500℃(我国 和前苏联订为 1580℃)的无机非金属材料 或制品。
边对称，最好不能偏斜。泡界线应整齐清 楚，线外液面清亮， 无沫子。
泡界线移近或移远的原因？如何纠正？
当熔化部温度高时，玻璃液粘度减少，回流速度 加快，参与回流的液量增多，配合料迅速熔化， 泡界线趋近投料口即泡界线移近。
熔化部温度低时，玻璃液粘度变大，回流慢，液 量少；未熔配合料增多，泡界线挪后变远即泡界 线移远。
(1)火焰空间内的热交换： 池窑火焰空间内存在着火焰— 玻璃液、火焰—窑体、窑体— 玻璃液之间的复杂的热交 换过程。这些热交换主要包括热辐射和热对流两种传热方 式，其中火焰和窑体传给玻璃液的热量 90％是以辐射方 式，10％是以对流方式传递的，并且火焰传给玻璃液的热 量比传给窑体的热量多。
玻璃熔制及熔窑---熔窑1
玻璃的池窑
(浮法玻璃熔窑各部分结构尺寸)
大碹：平碹：散热面积小。 拱碹：合适的股跨比，燃油的一般在1／7~1 ／8。 股高越小，散热越小，但横推力越大。保证足够强度的前 提下适当减小股高。 材质：楔形的优质硅砖或电熔刚刚玉砖。砖长不得小于砖 厚的一半，砌筑时横向砖缝错开，纵横向砖缝不得大于 1mm，不得用黏土质泥浆砌筑。 厚度：以大碹跨度的1/20~1/25来考虑。 大碹的节数：一般分为3节，每节之间留80~100mm膨胀缝， 两端留要大于120mm的膨胀缝 。
玻璃的池窑
(浮法玻璃熔窑各部分结构尺寸)
投料易控，但易 飞料堵塞格子体。
振动式投料机
玻璃的池窑
(浮法玻璃熔窑各部分结构尺寸)
螺旋式投料机
玻璃的池窑
(浮法玻璃熔窑各部分结构尺寸)
a.投料机：
弧毯式投料机
螺旋式投料机
斜毯式投料机（后端漏料 )
玻璃的池窑
(浮法玻璃熔窑各部分结构尺寸)
弧毯式尺寸： 2.7/2.8/3.0/3.4/ 4.0/4.5/10.3米 斜毯式尺寸： 0.85/1米
弧毯式投料机
玻璃的池窑
(浮法玻璃熔窑各部分结构尺寸)
特点：投料池的宽度一般为熔化池宽度的80%以上。所玻璃 与配合料混合在一起加料，可以连续薄层加料，布料均匀， 覆盖面积大。 为目前使用最普遍的加料机。 b.投料口与投料池 投料口：由投料池与上部挡墙（前脸墙）组成 。 投料池：突出于窑池外面与池窑相通的矩形小池。 要求：配合料能按时按量加入，并且保持薄层和覆盖面尽可能 大，投料池内的玻璃液不冻结，窑内外没有飞料 。 投料口工作环境：温度高，散热慢，受到配合料的化学侵蚀与 机械磨损，尤其在拐角处更易损伤,所以经常选用优质耐火材 料电熔锆刚玉砖。。
玻璃窑炉-讲稿
二、玻璃的熔制过程
玻璃的熔化是将配合料投入耐火材料砌筑的熔窑中，
经高温加热，得到无固体颗粒、符合成形要求的各种单相
连续体的过程。
传统的方法生产玻璃------是通过加热，经过高温熔制而 得到的。加热的温度是多高哪？-----1580-1590℃ 。 玻璃熔化所用的设备------熔窑。熔窑是一个由多种耐火
进一步的澄清、均化和冷却以满足玻璃液成型的 要求。 玻璃池窑冷却部（Cooling End）的结构与熔化 部的结构基本上相同，也分为下部窑池和上部空 间两部分。 下部窑池由池底和池壁所组成，上部空间由胸 墙和大碹所组成。只是冷却部的窑池深度比熔化 部的窑池深度稍浅，冷却部的胸墙高度略低于熔 化部的胸墙高度。 冷却部冷却时要注意降温要稳定，避免温度较 大的波动，造成二次气泡。
为了提高玻璃液的质量，现代浮法玻璃窑炉的结 构有了演变-----熔化区、澄清区-----微小气泡。
18
(4)熔化部澄清区长度和宽度的确定
为了便于计算和分区，国内外一般以未对小炉中心
线外1.0m处开始到卡脖拐角处为止这一段的距离来 确定为浮法玻璃池窑熔化部澄清区的长度，它和熔化 区的长度一起构成整个熔化部的长度。
9000
600 14695 11250
9375
650 15163 11625
9750
700 15627 12000
10125
21
玻璃池窑熔化部澄清区的宽度BR与玻璃池窑
熔化部熔化区的宽度Bm相同。
(5)窑池的深度
关于窑池的深度，国内外有两种比较通用的结
构形式。
深池结构和浅池结构。
浮法玻璃池窑课程设计
浮法玻璃池窑课程设计一、课程目标知识目标：1. 了解浮法玻璃池窑的基本原理和结构，掌握其生产工艺流程；2. 掌握浮法玻璃池窑中熔化、澄清、均化、冷却等关键环节的技术要求；3. 了解浮法玻璃池窑在生产过程中对原料、能源、设备等方面的要求。
技能目标：1. 能够分析浮法玻璃池窑的运行参数，评估其性能和优化方向；2. 能够运用所学知识解决浮法玻璃池窑在生产过程中出现的问题；3. 能够运用技术资料和工具，对浮法玻璃池窑进行初步设计和计算。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对浮法玻璃池窑技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 增强学生的环保意识，使其认识到浮法玻璃池窑在生产过程中应关注节能减排；3. 培养学生团队合作精神，使其在项目实践中学会沟通、协作和共同进步。
课程性质：本课程为专业技术实践课，结合理论教学和实际操作，注重培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。
学生特点：初三学生，具有一定物理、化学基础知识，对新技术和新工艺具有好奇心，动手能力强。
教学要求：结合浮法玻璃池窑的实际生产过程，注重理论与实践相结合，通过案例分析和项目实践，提高学生的专业技能和综合素质。
在教学过程中，关注学生的学习进度，及时调整教学方法和策略，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 浮法玻璃池窑原理与结构- 熔化原理与过程- 澄清、均化、冷却技术- 池窑结构与关键设备2. 生产工艺流程- 原料制备- 熔化、澄清、均化、冷却工艺参数- 玻璃成型与切割3. 技术要求与优化- 熔化、澄清、均化、冷却环节的技术要求- 生产过程中常见问题分析- 性能评估与优化方向4. 设计与计算- 浮法玻璃池窑初步设计方法- 熔化、澄清、均化、冷却系统计算- 节能减排措施5. 实践操作- 案例分析- 模拟操作- 项目实践教学内容依据课程目标，结合教材相关章节进行组织，注重科学性和系统性。
在教学过程中，按照以下进度安排教学内容：第一周：浮法玻璃池窑原理与结构第二周：生产工艺流程第三周：技术要求与优化第四周：设计与计算第五周：实践操作（案例分析、模拟操作、项目实践）三、教学方法本课程采用多种教学方法相结合，以激发学生的学习兴趣和主动性，提高教学效果。
玻璃熔制及熔窑---熔制的工艺制度解析
熔制的工艺制度
3.温度曲线 热点：不是一个点，而是玻璃液表面的最高温度带 （1）“山”型曲线
小炉序号 1 2 3 4 5 6
温度分布℃ 1430 1480 1530 1550 1520 1440
燃料分配% 16 18 20 21 16 8~9
特点：热点突出，热点与1#小炉及末对小炉间的温差大，玻璃 液对流剧烈，泡界线清晰稳定，容易达到稳定作业；配合料熔 化滞后，难以充分利用窑的潜力。
❖ d.温度 ❖ 当熔化部温度高时，玻璃液粘度减小，回流速度加快，
参与回流的玻璃液量增多，配合料迅速熔化，泡界线趋 近于投料口；
❖ 熔化部温度降低时，玻璃液粘度变大，回流慢，液量少， 未熔配合料增多，泡界线挪后变远；当窑内横向温差变 大时，横向液流明显加剧，泡界线紊乱、模糊，直至偏 斜，发生“跑料”现象。
熔制的工艺制度
窑内对火焰的要求 温度： 亮度：与火焰的碳黑量有关（燃料的性质、空气过剩系数） 长度：距离对面胸墙0.5m左右 宽度：覆盖面积 角度：平直稍向下斜 刚度：清亮有力，不分层，不发飘，与火焰喷出速度有关
玻璃池窑的工作原理
（玻璃液的流动和窑内应热交换）
玻璃液.增加了热量的损失； 4.加速了对窑体的侵蚀。 二、玻璃池窑内的热交换
玻璃池窑的工作原理
（玻璃液的流动和窑内应热交换）
A.火焰空间内的热交换（火焰、窑墙和碹顶、被加热的配合 料和玻璃液）
熔制的工艺制度
“桥形”曲线： 热点前后两对小炉的温度与最高温度相差不大，温度曲线似 拱桥形。 特点：熔化高温带较长，有利于配合料的熔化和玻璃液的澄 清。热点不明显，我浓度梯度小，向投料口的回流弱，易产 生“跑料”现象，但易于控制。
小炉序号
1
2
浮法玻璃池窑结构
小型：300以下吨/天
1 浮法玻璃池窑和锡槽
玻璃窑的结构很复杂，这里只以浮法横焰窑为例见图所示。 分为熔化部分、热源部分、余热利用、排烟供气部分。
1.1 熔制部分：
玻璃熔化时的重要部位，其作用 是将玻璃配合料加热熔化使之成 为玻璃液。
组成有投料口、熔化部、冷却部分、隔装置、成形部：
A 作用：将玻璃配合料送入窑内并接受来自窑内的部分热量
1、分类
按照胸墙结构分
活动胸墙型（可拆胸墙式）：其上部分为固定式， 沿口以上至固定胸墙的间隙用活动边封填塞。 该结构的操作孔可以根据需要灵活设置，便于操 作，适应于生产多品种产品．但密封较为困难 ＰＢ法 皮尔金顿法 ＬＢ法 匹滋堡美国 英国 为窄流槽型
按照发明家分
2、结构 锡槽由三部分组成：进口端、主体、出口端。 流道 窄流槽进口端 流槽
2.熔化空间
构成配合料熔化成玻璃液并进行 澄清的空间
所以窑池分为熔化带和澄清带两部分，以泡界线为界。 泡界线之前为熔化带，泡界线之后为澄清带， 泡界线：为熔化好的、有许多泡沫的不透明的玻璃液与熔化好的、 透明的玻璃液之间的分界线。 耳池：布置在平板玻璃两侧、与窑池相同、向外突出的长方形或正方形小池 耳池处玻璃液温度较低，其处玻璃液横向流动加强，对玻璃液流能够起到调 节和澄清作用
调节开度灵活。可与水平搅拌器相配使用。
4）双J 型吊墙分隔式 特点：可完全分隔 池窑的熔化部和冷却部.使用在大型、
先进的浮法窑上。有利立式搅拌器的安装，且寿命较长。
卡脖作用：减少流向冷却部的热气流 和玻璃液的对流量，以及降低熔化部 气体向冷却部的辐射传热量和溢流量。 作用:1)使澄清好的玻璃液迅速冷却 2)挡住液面上的未熔化的砂粒和沧渣 其目的都是为了使玻璃液通过卡脖后 能用较小的冷却面积就使其冷却下来。 3)调节玻璃的流量
浮法玻璃池窑液流形态分析熔化部
浮法玻璃池窑液流形态分析(熔化部)雷 强(山西光华玻璃有限公司 太原市 030000) 摘 要 本文从流体力学和热力学及运动学等液流运动产生的原因和形成的条件出发,结合浮法玻璃熔窑生产的实际状况,对窑内液流形态进行了一定的分析和探讨,初步给出了其基本形态的模型,对以往研究成果中存疑之处也提出了自己不同的看法。
关键词 玻璃熔窑 液流形态Fluidiz i ng For m Analysis of Float Glass FurnaceL ei Q iang(Shanxi Guanghua Glass Co.)Abstract T h is article m akes an app rop riate analysis and study on fluidizing fo rm,based on the causes and state of fluid movem ent w ith regards to hydrom echanics,thermodynam ics,k inem atics,etc and as w ell as specific conditi ons of float glass m elting p rocess.It also gives a p reli m inary model fo r the fundam ental fo rm s,and p resents different view s on the uncertain po ints of ach ievem ents in scientific research in the past.Key words Glass m elting furnace F luidizing fo rm 以往研究表明造成玻璃熔窑内液流运动的原因是多种多样的,其核心是内部力场发生变化。
主要原因表现为如下几方面:一是温度差,由各处玻璃液温度差所造成自身的密度差使得窑内大量的热回流产生;二是由于流道玻璃液的连续流出导致窑内由前向后的补偿性液流运动;三是由于摩擦力的作用使液流产生其他形式的运动,如局部的环流等;四是受到其他影响液流状态的外界作用(如机械力等)形成的液流运动等等。
浮法玻璃熔窑
3.2浮法玻璃熔窑浮法玻璃熔窑属于横火焰蓄热式池窑，如图3-3所示。
浮法玻璃熔窑根据各部功能其构 造分为玻璃熔制、热源供给、余热回收、排烟供气四 大部分。
图3-4横焰窑熔化部剖面图 1 —窗顶（大碹）；2一植脚（殖碴）； 3—上间隙砖；4—胸墙；5—挂钩砖； 6—下间隙砖；7—池壁；8—池底； 9一拉条；10—立柱；11一碹脚（碴） 角钢；12—上巴掌铁；13—联杆； 14一胸墙托板；15—下巴掌铁；16—池 壁顶铁；17-—池壁顶丝；18—柱脚角 钢；19一柱脚螺检；20—扁钢；21 —次 梁；22—主梁；23—窑柱①火焰空间如图3-3所示；火焰空间是由胸墙、大 碹、前端墙（也称为前脸墙）和后山墙组成的空间体系。
火焰空间内充有来自热源供给部分的炽热的火焰气体，在此，火焰气体将自身热量用于熔化配合料，也传给玻璃液、窑墙（包括胸墙和侧墙）和窑顶（也称为大碹）。
火焰空间应能满足燃料完全燃烧，保证供给玻璃熔化和澄清所需的热量，并应尽量减少散热。
为便于热修，胸墙和大碹均单独支撑，如图3-4所示。
胸墙由托铁板（用铸铁或角钢）支撑，用下巴掌铁托住托铁板。
在胸墙底部设挂钩砖，挡住窑内火焰，不使其穿出烧坏托铁板和巴掌铁。
挂钩砖被胸墙压住，更换困难，因此，要用活动护头砖保护之。
近年来采用了新型上部结构（见图3-5)，该结构取消 了上、下间隙砖，胸墙和大碹采用咬合砌筑，挂钩砖与池 壁上平面的缝隙较小，并用密封料密封。
这种结构强化了 窑体的整体性、安全性和密闭性，也有利于节能。
大碹有平碹和拱碹两种。
平碹（也称为吊碹或吊平碹）向外散热面积最小，但需要大量铁件将其吊起。
拱碹按照股跨比（亦称碹升髙），即碹股//碹跨^的比值，分 为半圆碹（/=1/匕）、标准碹（/=l/3〗〜l/7s)、倾斜碹 (/=l/8s22iiijjri^j9rvm^ srm 2z 22n 图3-3浮法玻璃熔窑结构示意图 O 3. 2.1浮法玻璃熔窑各部结构及尺寸 3.2.1.1 玻璃熔制部分 浮法玻璃熔窑窑体沿长度方向分成熔化部（包括 熔化带和澄清带）、冷却部。
玻璃熔制及熔窑---熔制的工艺制度
熔制的工艺制度
2.温度制度的作用 （1）影响配合料熔化、玻璃形成、玻璃液的澄清均化速度： 1400~1450℃，熔制温度每提高1℃，可使熔制能力提高2%， 澄清温度提高5℃使玻璃液的再澄清带停留的时间缩短50%。 （2）影响玻璃熔窑的窑龄，增加燃料消耗量。随着熔制温度 的升高和产量的提高，耐火材料的侵蚀加快，窑龄将缩短。 （3）影响到玻璃液的对流。 （4）影响到玻璃的成型作业
熔制的工艺制度
料层跑偏—因各加料机投料不一，致使沿窑宽的料层厚 度不均，数量上产生差异，料层集于一侧，极易导致泡 界线的偏斜。 d.温度 当熔化部温度高时，玻璃液粘度减小，回流速度加快， 参与回流的玻璃降低时，玻璃液粘度变大，回流慢，液量少， 未熔配合料增多，泡界线挪后变远；当窑内横向温差变 大时，横向液流明显加剧，泡界线紊乱、模糊，直至偏 斜，发生“跑料”现象。
熔制的工艺制度
B.气氛制度的制定 主要与配合料组成、澄清剂种类、生产玻璃颜色等有关。 a.采用芒硝做澄清剂 为保证芒硝的高温分解，必须添加煤粉做还原剂，因此， 通常采用的气氛制度为：1#、2#小炉需要还原焰，不使 碳粉烧掉；3#、4#小炉是热点区，需要中性焰，不能用 氧化焰，否则液面会产生致密的泡沫层，使澄清困难； 5#、6#小炉是澄清、均化区，为烧去多余的碳粉，不使 玻璃着色，需用氧化焰。 实际生产中空气过剩系数略大些，提供过量的氧，以保 证燃料完全燃烧。
1570 1550 21.7 19
熔制的工艺制度
“双高”曲线：即“双高热负荷点”温度制度，核心是减少 处在泡沫稠密区的小炉燃料分配量，降低了此处的热负荷； 配合料入窑预助熔。 目前，国内浮法熔窑均采用此法。
小炉序号
1
2
3
4
5
6
玻璃熔窑设计三章.池窑尺寸设计
玻璃熔窑设计三章.池窑尺寸设计第3章池窑尺寸及其他的设计3.1 熔化部尺寸的设计设计步骤如下：①熔化量熔化量取500 t/d②熔化率浮法熔窑一般取2.30~2.50 t/（m2·d）之间；熔化率取的过小，窑炉不节能，取得过大，熔化操作困难，或是达不到设计容量，所以取2.4 t/（m2·d）。
则熔化面积为：F m＝（m2）③熔化面积及其尺寸前脸墙距1#小炉中心线4.0 m，小炉中心线间距3.1 m，共6对小炉。
小炉间距大，可以有效提高火焰的覆盖面积，1#小炉前脸墙距离长些，可以适当提高1#小炉的火焰温度，加速配合料的熔化，提高熔化率和热效率；另外有利于减轻对前脸墙或L型吊墙的烧损，减轻飞料对1#、2#小炉蓄热室格子体的堵塞、侵蚀。
则熔化面积长L＝4.0＋3.1×5＋1.0＝20.5 (m)宽B＝考虑到池底排砖，横向取整块砖，池底砖：300×300×1000 mm,在排砖时不考虑实际存在的砖缝隙。
则有由于砖必须是整块的，故需要34块池底砖。
熔化面积宽B＇＝34×0.3＝10.2 （m）长宽比浮法熔窑的长宽比在1.95~2.50之间，所以长宽比合理。
熔化面积F＝B＇× L＝10.2×20.5＝209.10 （m2）实际熔化率K＝（）末对小炉（6#）中心线后1m到卡脖的距离取14.5m则熔化部长L＇＝14.5＋L＝35 （m）F熔化部＝B＇× L＇＝10.2×35＝357.0 （m2）合理。
熔化部的长宽比＇＇3.2 池窑深度池深选取选取h＝1.2 m选取浅池的原因是减少玻液的回流，节能效果好；由于上层玻璃液液流厚度与熔化池深成正比，池深变浅，上层液流厚度随之减少，有利于玻璃液澄清，提高玻璃的质量。
但是浮法玻璃含铁量较低，玻璃液热透射性较强，将使池底温度提高较多，池底玻璃液的流动性增强，对池底砖的冲刷加剧，所以在池底结构上要选择较好的铺面砖，本设计选取电熔无缩孔锆刚玉砖。
窑炉结构简介
从实践角度看浮法窑炉的设计2009-11-10 03:36窑炉是玻璃厂心脏，无论从投资、能耗、产品质量与产量等各方面，对企业的生产、成本起着举足轻重的作用，本文力求从生产使用角度分析窑炉参数、结构、及设计细节对实际工作状态影响，力求能对国内同行有所参考和帮助几年来，顺应建材行业的大好形势，集团得到飞速发展，我作为一名技术生产负责人，亲身投入了我公司浮法一线（400吨级，02年2月投产）、浮法二线（600t/d，04年2月投产）施工建设、达标达产工作，随之浮法三线（600t/d）进入施工建设阶段。
浮法窑炉是整条线的心脏，无论其投资额在整条线中所占比重，还是其重要程度，都是其他环节所无法比拟的。
窑炉结构尺寸是窑炉设计的细节，直接影响玻璃的产量、质量、能耗等主要生产指标，并对生产成本产生决定性影响。
本人结合本公司浮法一线、二线的几年来实际生产情况，从生产使用角度，谈一下对现有窑炉参数及结构的几点粗浅认识和建议。
1 熔化率熔化率是指玻璃窑池每平方米熔化面积每昼夜熔化的玻璃液量，它反映了窑炉的熔化能力，是一项重要的综合性指标。
目前，国内浮法窑炉熔化率取值一般2.0～2.2左右，我公司浮法一线、二线、三线熔化率取值分别如下：由上可见，三条线熔化率取值均有较大富余量，从已投产两条线实际操作来看，较低的熔化率指标，对生产是极为有利的，表现为以下几方面：①窑炉有较强的熔化能力，玻璃熔化质量好，熔化阶段形成缺陷较少，对料的适应能力强，我公司二线为例，产品质量在用在线自动缺陷检测仪检测的条件下，实际汽车级率12mm在70％以上，10mm及以下厚度在80％左右。
②实际拉引量可在较大范围内调整，以适应生产不同规格板材需要，以我公司二线为例，拉引量可以在560～650吨/日达到较为平稳调整而对生产无影响。
③对窑炉烧损轻，可有效延长窑炉寿命，从目前实际情况来看，已投产两条生产线窑炉运行保持较好状态，窑体烧损较轻，池壁侵蚀量不大，以一线（400t/d）为例，该线已成功运行40个月，池壁最薄处尚有70mm厚，大碹完好，蓄热室畅通，无堵塞感觉，窑压调节自如。
浮法玻璃熔窑温度和窑压的自动控制
自动化与仪表 !""#$%& 万方数据
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控制系统 动 ! 各小炉油流量从正常燃烧时每小时的几百公斤 到换火开始时突然急剧降低到零 ! 然后等换火结束 时又从零恢复到每小时几百公斤 " 并且这种大扰动 非常频繁 # 每 !"#$% 一次 $% 正常燃烧时可以采用
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控制系统
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浮法玻璃熔窑温度和窑压的自动控制
王 磊 !刘长远 !孙德敏
! 中国科学技术大学 自动化系 " 合肥 !"##!$ #
摘 要 ! 浮法 玻 璃 熔 窑 是 一 个 复 杂 的 热 工 设 备 ! 过 程 比 较 复 杂 ! 具 有 变 量 多 " 参 数 时 变 " 部 分 非线性 " 强耦合和大滞后的特点 ! 因此其控制相当复杂 # 针对熔窑温度和窑压这两 个 参 数 提出了对应的控制方法 ! 采用 "#$%#&’ 串级控制方案控制温度和采用带前馈的 #&’ 来控 制窑压 ! 事实证明极大地提高了控制精度 $ 关键词 ! 熔窑温度控制 $ 浮法玻璃熔窑 $ 窑压控制 中图分类号 !!!"#$ 文献标志码 !%
最全面的浮法玻璃熔窑结构、功能以及施工要点揭秘
最全面的浮法玻璃熔窑结构、功能以及施工要点揭秘浮法玻璃熔窑和其他平板玻璃熔窑相比，结构上没有太大的区别，属浅池横焰池窑，但从规模上说，浮法玻璃熔窑的规模要大得多，目前世界上浮法玻璃熔窑日熔化量最高可达到1100t以上（通常用1000t/d表示）。
浮法玻璃熔窑和其他平板玻璃熔窑虽有不同，但它们的结构有共同之处。
浮法玻璃熔窑的结构主要包括：投料系统、熔制系统、热源供给系统、废气余热利用系统、排烟供气系统等。
图1-1为浮法玻璃熔窑平面图，图1-2为其立面图。
一、投料池投料池位于熔窑的起端，是一个突出于窑池外面的和窑池相通的矩形小池。
投料口包括投料池和上部挡墙（前脸墙）两部分，配合料从投料口投入窑内。
1.投料池的尺寸1-投料口；2-熔化部；3-小炉；4-冷却部；5-流料口；6-蓄热室1-小炉口；2-蓄热室；3-格子体；4-底烟道；5-联通烟道；6-支烟道；7-燃油喷嘴投料是熔制过程中的重要工艺环节之一，它关系到配合料的熔化速度、熔化区的热点位置、泡界限的稳定，最终会影响到产品的质量和产量。
由于浮法玻璃熔窑的熔化量较大，采用横焰池窑，其投料池设置在熔化池的前端。
投料池的尺寸随着熔化池的尺寸、配合料状态、投料方式以及投料机的数量。
配合料状态有粉状、颗粒状和浆状（目前一般使用粉状）；投料方式由选用的投料机而确定，有螺旋式、垄式、辊筒式、往复式、裹入式、电磁振动式和斜毯式等。
（目前多采用垄式投料机和斜毯式投料机）。
（1）采用垄式投料机的投料池尺寸采用垄式投料机的投料池宽度取决于选用投料机的台数，投料池的长度可根据工艺布置情况和前脸墙的结构要求来确定。
（2）采用斜毯式投料机的投料池尺寸斜毯式投料机目前在市场上已达到了普遍使用，它的投料方式与垄式投料机相似，只是投料面比垄式投料机要宽得多，因此其投料池的尺寸在设计上与采用垄式投料机的投料池尺寸没有太大的区别，仍然决定于熔化池的宽度和投料面的要求。
随着玻璃熔化技术的成熟和熔化工艺的更新，浮法玻璃熔窑投料池的宽度越来越大。
浮法玻璃熔窑
3.2浮法玻璃熔窑浮法玻璃熔窑属于横火焰蓄热式池窑，如图3-3所示。
浮法玻璃熔窑根据各部功能其构 造分为玻璃熔制、热源供给、余热回收、排烟供气四 大部分。
图3-4横焰窑熔化部剖面图 1 —窗顶（大碹）；2一植脚（殖碴）； 3—上间隙砖；4—胸墙；5—挂钩砖； 6—下间隙砖；7—池壁；8—池底； 9一拉条；10—立柱；11一碹脚（碴） 角钢；12—上巴掌铁；13—联杆； 14一胸墙托板；15—下巴掌铁；16—池 壁顶铁；17-—池壁顶丝；18—柱脚角 钢；19一柱脚螺检；20—扁钢；21 —次 梁；22—主梁；23—窑柱①火焰空间如图3-3所示；火焰空间是由胸墙、大 碹、前端墙（也称为前脸墙）和后山墙组成的空间体系。
火焰空间内充有来自热源供给部分的炽热的火焰气体，在此，火焰气体将自身热量用于熔化配合料，也传给玻璃液、窑墙（包括胸墙和侧墙）和窑顶（也称为大碹）。
火焰空间应能满足燃料完全燃烧，保证供给玻璃熔化和澄清所需的热量，并应尽量减少散热。
为便于热修，胸墙和大碹均单独支撑，如图3-4所示。
胸墙由托铁板（用铸铁或角钢）支撑，用下巴掌铁托住托铁板。
在胸墙底部设挂钩砖，挡住窑内火焰，不使其穿出烧坏托铁板和巴掌铁。
挂钩砖被胸墙压住，更换困难，因此，要用活动护头砖保护之。
近年来采用了新型上部结构（见图3-5)，该结构取消 了上、下间隙砖，胸墙和大碹采用咬合砌筑，挂钩砖与池 壁上平面的缝隙较小，并用密封料密封。
这种结构强化了 窑体的整体性、安全性和密闭性，也有利于节能。
大碹有平碹和拱碹两种。
平碹（也称为吊碹或吊平碹）向外散热面积最小，但需要大量铁件将其吊起。
拱碹按照股跨比（亦称碹升髙），即碹股//碹跨^的比值，分 为半圆碹（/=1/匕）、标准碹（/=l/3〗〜l/7s)、倾斜碹 (/=l/8s22iiijjri^j9rvm^ srm 2z 22n 图3-3浮法玻璃熔窑结构示意图 O 3. 2.1浮法玻璃熔窑各部结构及尺寸 3.2.1.1 玻璃熔制部分 浮法玻璃熔窑窑体沿长度方向分成熔化部（包括 熔化带和澄清带）、冷却部。
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（1）烧发生炉煤气的小炉：由空气、煤 气通道、舌头、预燃室、喷出口和闸板 组成。
（2）烧重油、天然气小炉：
比煤气小炉简单，其使用油喷嘴， 无煤气通道、舌头、预燃室。 天然气结构与然油小炉相同。
3.1.3 余热回收部分（作用、类型、 工作原理、结构）
拉边机堆机法：适应于生产7－12mm的厚玻璃 （堆积温度940－750℃）
挡边坝堆积法：12－25mm的厚玻璃
2 浮法玻璃成形工艺因素 玻璃的粘度、表面张力和自身的重力
定型
抛光
摊平
关键：摊平过程 玻璃液的平整化 条件
¤ 适于平整化的均匀的温度场：1065-996 ℃ ， 对应粘度范围为103.7－104.2PaS。
☯ 连通式：玻璃池窑一侧的蓄热室 连通在一起，并且炉条弦下面的烟道 也相互联通。
☯ 分隔式结构型式：以每一个小炉
为单元对应于分为若干个独立的室，
其下面的烟道也个自独立。
特点
（5）蓄热室的结构
小炉 支烟道
顶碹、炉条碹、格子体、蓄热室墙、钢 结构等组成。
顶碹 格子体 炉条碹
接池窑 钢结构
支烟道
（池窑横剖图）
二者力相等，形成自然厚度，大约7mm。
温度/℃
室温 1000
密度/（g/cm2)
玻璃
锡
2.5
7.3
2.3
6.5
• 薄玻璃的成型过程 低温拉薄法 徐冷拉薄法#
摊平区 徐冷区 成型区（拉薄区） 冷却区
要点
拉边机所处玻璃带的温度 拉边机转速 拉边机头压入玻璃带的深度 玻璃带前进方向所成的角度
• 厚玻璃的成型方法
¤ 大约在1050℃时玻璃的摊平时间为72s
3 对锡槽的要求（气密性和可调性）
（1）、气密性：目的是为了防止锡槽中的 锡液氧化后污染玻璃液。
方法：通弱还原性气体， 用氮（N2)氢(H2)混合气体
锡槽结构的密封，常采用气封装置喷入气 体形成一定压力的气幕（进口端、出口端 以及拉边机、冷却器、测量监测孔）；耐 火挡帘采用一道或多道耐火挡帘而形成一 定阻力（出口端）
（1）作用： （2）类型
换热器
蓄热室
分散垂直气流法则
1. 分散垂直气流法则使用的 场合；
2．分散垂直气流法则及其使 用条件 ：
在分散垂直通道内，为使通道 内气流温度分布均匀，热气体 被冷却时应自上而下流动，冷 气体被加热时，应自下而上流 动，这就是分散垂直气流法则。 该法则只适用于几何压头起主 要作用的通道内。
流动形式
玻璃带下方锡液深层与锡液前进 流反向的深层回流
玻璃带两侧锡液裸落与玻璃带前
进方向相反的回流
方法 槽底挡坎 线性电机
4）玻璃厚度、形状、尺寸的调节
调节玻璃液流量，改变拉边机对数、 转速和角度，调整温度制度等。
❄ 要求：换向迅速，操作方便可靠，严 密性好，气体流动阻力小，检修方便。
❄ 分类：
煤气交换器：跳罩式
空气交换器
平板池窑：水冷闸板式
流液洞池窑：翻板式、闸板式、 跳罩式
注：烧油小炉空气交器采用翻板式或闸板式。
3.1.5 锡槽
锡槽是浮法玻璃生产工艺的成型部分，
是浮法玻璃的主要生产部位。熔制好的玻璃液 经液道连续不断流入锡槽，在一定的温度下， 依靠表面张力和重力的作用，并在传动辊子的 牵引下，在锡槽上完成摊平、抛光、展薄，向 后漂浮。待冷却一定温度时，玻璃带由过渡辊 台托起离开锡槽进入退火窑中退火。
（2）、锡槽的可调性
包括纵向和横向的温度、玻璃液流量、玻璃带在 锡槽中的形状和尺寸、锡液对流、保护气体纯度、 成份和分配量等的调节与控制。
1）锡槽内温度的控制与调节
• 锡槽内的温度控制将其电加热区分为近 50个，实际生产常采用电加热与冷却共 同调节相结合。
• 锡槽内温度制度的确定以及纵、横向温 度的调节。
第三章 玻璃池窑及有关 的热工设备
组成
玻璃熔制部分 热源供给部分 余热回收部分 排烟供气部分
四大组成
结构、布置、特点、应用
3.1.1、玻璃熔制部分
组成
投料部分 熔化部 分隔设备 冷却部 成型部（锡槽）
组成
玻璃熔制部分 热源供给部分 余热回收部分 排烟供气部分
四大组成
结构、布置、特点、应用
3.1.2 热源供给部分
分散垂直气流法则 内容：在分散垂直通道内，热气体应当自 上而下流动，冷气体应当自下而上流动才 能使气流温度均匀分布。 使用条件：hg》hL 保证温度均匀分布的条件是： 几何压头=阻力损失
蓄热室的工作原理 格子体，分散垂直气流法则。蓄热室 格子体接池窑烟道
（池窑横剖图）
（4）蓄热室的结构型式
手段
a 玻璃液流量的调节：通过调节节流闸板的 开度来实现。
b 电加热元件的调节：一般用于调节锡槽 的横纵向温度曲线。
c 冷却元件的调节：用风和水冷却装置进行。
2）玻璃液液流的调节
宏观通过调节节流的开度来实现。
3）锡液对流的调节
主要是调节锡液的纵向和横向流动，使其有利于
玻璃生产。 与玻璃带前进方向相同的前进流
☯ 顶碹：最常用半圆碹。其中心角180° 对箱式蓄热室，每一小炉、蓄
热室各一节碹，且隔墙伸出碹外。
☯ 格子体：
作用 结构型式 材料品种 砖结构
☯ 炉条碹： 作用： 结构： 碹砖结构：
碹砖的宽度≮150mm,碹砖 ≮300mm, ☯ 承重碹、炉分条隔间墙距结≮1构5：0m(浮m法。窑无此结构）
3.1.4 排烟供气部分
3.1.5.1 浮法玻璃成形工艺过程及对锡槽要求 3.1.5.2 锡槽分类 3.1.5.3 锡槽结构 3.1.5.4 锡槽的附属设备
3.1.5.1 浮法玻璃成形工艺过程及对锡槽要求 • 浮法玻璃成型工艺过程 • 浮法玻璃成形工艺因素 • 对锡槽的要求
1、浮法玻璃成型工艺过程（薄玻璃、厚玻璃）
•过程 熔化好的玻璃液地1100℃左右流入锡槽内，漂 浮在锡液面上，并在流动过程中形成厚度均匀的玻璃液。 玻璃带温度冷却到600－620 ℃，被过渡辊台抬起离开 锡槽。玻璃带成形时的作用力：表面张力和自身重力，
1）.作用：使池窑作业连续、正常、有效 地进行。
2）.组成：换向设备，空、煤气烟道，中 间烟道，鼓风机，总烟道，排烟泵，烟囱。
烟气 交换器
总烟道
空气
6蓄热室隔墙 支烟道闸板
3)换向设备：
❄ 作用：气体的换向设备，它能以此 向窑内送入窑气、煤气以及由窑内排 除烟气，还能调节气体流量和改变气 体方向。