浮法玻璃熔窑卡脖深层水包的使用

浮法玻璃熔窑卡脖深层水包的使用

浮法玻璃熔窑卡脖水包深浅的使用与玻璃熔窑设计有关，深层水

包一般使用在平底、浅池、小冷却部窑炉，使用不同深度的水包，会改变玻璃液对流，对流的改变，玻璃质量和能耗也会发生相应

的改变，控制好深层水包的深度对玻璃生产有着重大的意义。

卡脖水包是玻璃液分隔设备，在我国浮法熔窑上应用极其广泛。其作用:一

是阻挡熔化部未熔化好的粉料浮渣或者不能熔化的难熔物进入冷却部，参与成型，提高玻璃的产质量;二是调节玻璃液进入冷却部的流量和降低玻璃液的温度。

一、池窑内玻璃液流的对流

1、由于窑体的散热，造成池窑内玻璃液产生温度差，而玻璃液的密度与温

度成反比，温度差必然造成密度差，窑池内各部位存在不同密度玻璃液的情况下，形成表层玻璃液由高温向低温侧流动，低温玻璃液由深层向高温侧流动现象，玻璃液的温度梯度越大，其对流越激烈。

2、投料推力,配合料在投入玻璃熔窑以后，靠投料机的推力把配合料由投

料口向熔窑中部推，自然配合料会带动料层下的表层玻璃液向前移动。

3、玻璃液出口，成型拉引造成的液面低洼，产生的表面流动。

玻璃液在窑内的流动图

由热点到投料口的对流我们称为环流一。

热点到卡脖的对流我们称为环流二。

热点到冷却部、流道的对流我们称为环流三。

卡脖水包的深浅直接控制者进入冷却部的供回流玻璃液量，水包插入越深，进入冷却部的供回流玻璃液越少，冷却部降温速度越快。

卡脖水包对熔化的影响，应考虑以下两点，一是熔化能耗。二是玻璃的熔化、澄清。

二、卡脖开度对玻璃熔化能耗、澄清、均化的影响

1、能耗:卡脖水包加深后，减少冷却部的供回流量，冷却部回流量减少，

熔化所需要加热的低温玻璃液减少，熔化池玻璃液整体温度升高，熔化速度加快，玻璃液澄清温度升高，能耗降低。但另一方面讲，进入冷却部的热玻璃液

量少了，降温速度加快，而流道的温度是一定，必须满足成型的要求，这就需

要提高末对小炉温度，来满足成型需要，增加能耗。一个窑炉上采用不同深度

的水包，水包插入深度由浅逐渐加深，其能耗变化是从能耗高逐渐降低，到达

最低点后又逐渐升高，它是一个抛物线形式的变化曲线。

2、玻璃液的澄清:

玻璃的澄清，在卡脖开度减少的情况下，成型流玻璃液进入冷却部的玻璃

液量减少，冷却部回流量减少，熔化部玻璃液整体温度上升，玻璃液在高温时

澄清排泡能力增加，有利于玻璃液的高温澄清。而玻璃液澄清过程应分为两部分，一是玻璃液的高温排泡澄清;二是玻璃液在冷却过程中的残余气泡吸收，冷却微泡吸收澄清。

减少卡脖开度，玻璃液高温澄清效果明显转好，但卡脖开度的改变，势必

改变了玻璃液的冷却温度曲线，冷却曲线的改变对微泡的吸收有着较大的影响，总的澄清效果应进行多方面的测试，试验得出良好的澄清效果。

正常的玻璃液冷却温度曲线应均匀稳定，无突变的曲线，如下图:

如果温度缩小卡脖开度，即增加卡脖插入深度，其玻璃液温度曲线会在卡

脖处产生一个温度剧变点，如下图，从而改变玻璃液冷却过程中的微泡吸收的

热历史，使微泡难以被玻璃液吸收，存在于成品中影响玻璃质量。

玻璃液在卡脖处产生一个剧烈降温段，在此处，玻璃液中气体微泡中的二

氧化硫气体会与玻璃中的钠离子重新结合，以液态形式附着在气泡内壁上，阻

止微泡被玻璃液吸收。

3、卡拨开度变化对玻璃均化效果的影响

卡脖开度变化与澄清效果基本类似，开度减小，熔化部温度升高，玻璃液

粘度降低，利于玻璃液的均化，但是冷却部回流量减少，又降低了全窑玻璃液

的整体混合效果，降低了均化效果。

三、卡脖水包的结构形式

设计卡脖深层水包，首先要考虑水包的作用，你的目的不同结构是不同的，在正常情况下，我们的主要目的是控制玻璃也进出冷却部的供回流量。次之是

阻挡表层流中的浮渣;

既然我们插入卡脖水包的主要作用是控制进入冷却部的供回流，那么我们

在设计水包时要尽可能的减少水包的冷却强度，减少卡脖水包对玻璃液的冷却，其优点是降低了卡脖的剧冷作用，使经过卡脖的玻璃液得到一个均匀的冷却过程，减少因玻璃液的剧烈冷却造成微泡吸收困难。而玻璃液的降温主要靠控制

进入冷却部的玻璃液量，即减少进入冷却部的单位时间热量，来增加玻璃液的

冷却效果，控制进入成型玻璃液的合适温度。(再冷却部散热状态不变的情况下，进入冷却部的玻璃液量降低，玻璃运行速度降低，停留时间增长，玻璃液在冷

却部单位距离降温梯度增加)

水包结构最好采用下图结构，水包中部拉开空隙，水包在插入玻璃液中时，空隙间的玻璃液会冷凝，成为不动层玻璃液，睡饱的总冷却面积降低，从而减

少此处玻璃液的降温梯度。另一大好处是在更换卡脖水保时，由于此间隙的存在，可以有效地防止附著在水包上的结晶玻璃脱落在玻璃液中，减少更换水包

带来的质量损失。

水包的制作:

水包制作有一定的学问，并非按图随便一焊就完成，他有很深的学问，其

水包质量与所使用的钢材、焊条、焊接方法等诸多因素有关。

1、钢材的选择:我们一般采用无缝钢管焊接(圆钢)水包，或采用冷轧钢板

剪切后焊接，最好不采用方钢，因方钢生产工艺的原因，直角拐弯处会形成微

小的裂纹，水包侵入玻璃液中以后，玻璃中的金属离子和硫等有害杂质会渗透到微裂纹中，使金属晶华，造成水包漏水。

2、焊接水包的焊条，应予水保材质相同，确保焊接质量。

3、水包设计应确保水流通畅，不能出现死角区和涡流区，避免出现气阻，出现局部高温点，影响使用寿命。