浮法玻璃池窑液流形态分析熔化部
浮法玻璃的熔化
浮法玻璃的熔化将合格的配合料经过高温加热熔融形成均匀的符合成型要求的玻璃液的过程称为玻璃的熔制。
熔制是玻璃制造中的重要部分，玻璃的产量、质量、制造成本、单位产品的能耗、熔窑寿命等都与熔制有密切关系。
玻璃的许多缺陷也是在熔制过程中产生的，制定合理的熔制工艺制度，进行合理的熔制才能熔制出好的玻璃液，这是生产出优质玻璃的重要保证。
玻璃的熔化是一个非常复杂的过程，进行一系列物理、化学、物理化学反应。
这些现象和反应结果，使配合料的机械混合物变成了复杂的玻璃液。
加热时大致发生以下变化：物理过程：配合料加热时吸附的水分蒸发排除，某些单晶组分熔融，某些组分的多晶转变，各别组分的挥发（Na2O、K2O、SiF4等）。
化学过程：固相反应，各种盐类分解，水化物分解，化学结合水排除，组分间的相互反应及硅酸盐形成。
物理化学过程：低共熔物的生成，组分及生成物间的相互溶解，玻璃液和炉气介质间的相互作用，与耐火材料间的相互作用，和其中夹杂气的作用等。
配合料各组分在熔化时发生的这些变化及发生变化的次序及对熔化过程的影响都与配合料的性质有关。
玻璃熔制过程在高温下的反应非常复杂，尚难获得最充分的了解。
大致可分为硅酸盐形成、玻璃液形成、澄清、均化、冷却五个阶段。
它们各有特点又有密切的联系。
各阶段没有明显的界线，有些是同时或交叉进行的。
一、玻璃的熔制过程（一）硅酸盐的形成硅酸盐形成反应在较大程度上是在固态下进行的。
配合料组分在加热过程中经过一系列物理化学变化。
此阶段结束后配合料变成了由硅酸盐和游离SiO2组成的不透明烧结物。
此阶段在800～900℃结束。
1、单组分加热时的多晶转变和变化石英（SiO2）多晶转变：575℃由β-石英→α-石英，870℃由α-石英→鳞石英，1470℃由α-鳞石英→α-方石英，1710℃熔化。
纯碱(Na2CO3)在700℃时分解Na2CO3→Na2O+CO2有SiO2时反应加快。
849～852℃熔化。
白云石[MgCa(CO3)2]先分解MgCO3，后分解CaCO3，700℃左右MgCO3分解完全，CaCO3分解较少，MgCO3分解在380℃左右开始，MgCO3→MgO+CO2。
日产 400 吨浮法玻璃熔窑熔池玻璃液的数值分析
西安电子科技大学毕业设计（论文）任务书材料科学与工程学院无机非金属材料工程专业093 班级学生：题目：日产400吨浮法玻璃熔窑熔池玻璃液的数值分析毕业设计（论文）从2014 年 2 月25 日起到 2014 年 6 月 10 日学生：签名：_________指导老师：签名：_________课题的意义及培养目标：本课题以一座日产600吨浮法全氧燃烧玻璃熔窑作为分析对象在理论研究基础上，利用计算机F L U E NT流体分析软件对玻璃熔窑玻璃液的温度场和速度场进行数值分析，以便建立数学模型，改进玻璃熔窑的设计。
锻炼学生利用计算流体力学的原理分析玻璃工业热工设备的能力，提高学生工程实际应用水平。
设计（论文）所需收集的原始数据与资料：1国内外有关全氧燃烧玻璃熔窑的书籍、期刊与文献；2F L U E NT流体软件建立数值分析的方法；课题的主要任务（需附有技术指标分析）：1、查阅有关采用全氧燃烧玻璃熔窑方面的中外文献资料15篇以上，其中外文2篇以上；根据论文题目写出开题报告，翻译一篇有3000汉字的相关课题外文资料；2、利用F L U E NT软件对日产600吨浮法全氧燃烧玻璃熔窑玻璃液的温度场和速度场进行数值分析；I 日产400 吨浮法玻璃熔窑熔池玻璃液的数值分析摘要在玻璃熔制过程中利用纯氧代替空气与燃料进行燃烧称之为玻璃熔窑的全氧燃烧技术。
全氧燃烧不但使燃料充分燃烧，而且减少了烟气排放和N O X生成，实现了玻璃行业的节能减排。
本文介绍了全氧燃烧玻璃熔窑玻璃熔化及玻璃液的流动所常用的数学模型阐述了国内国内外玻璃熔窑用数学模拟方法研究的发展概括。
本课题的研究对象为日产400t 的天然气全氧玻璃熔窑，结合全氧燃烧玻璃熔窑理论以及国内外对全氧燃烧玻璃熔窑数值分析研究的基础上，对玻璃液的流动建立的新的模型。
所选用的模型包括玻璃液的层流流动，辐射传热DO 模型，重力影响因素。
对于玻璃液的流动，进行了一系列的假设和简化，以方便问题的处理。
11-第三章3.1浮法玻璃池窑分析
（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
浮法基板玻璃窑
以弓形碹火焰分布均匀，砌筑简单。
R R
弓 形拱 B
箭 头拱 B
r O O'
1 /2 0 ~ 1 / 4 0 B
馒头 拱 B
楔型 砖
锁砖
拱 角砖
fδ R
α B
跨度 B
升高 f 厚度 δ
θ
中心角 θ半径 RFra bibliotek碹角 α
有利于节能。
（2）火焰空间 长度：与窑池等长。 宽度：窑池宽+200~300mm，能牢固拖住胸墙，使火焰全部覆盖。 高度：由胸墙高度和大碹碹股合成。 大碹作用：①使辐射线沿整个液面均匀分布；②辐射热的反射器。 尽量平。但要考虑大碹结构强度。
火焰空间要求： 1）能经受火焰烟气冲刷、烧损，配合料、其他耐材的侵蚀。化学、温
作用是使玻璃液在窑内有足够的停留时间，使玻璃液中的气泡能完 全排除，以保证玻璃的质量。
国内目前300t/d到800t/d熔窑的澄清区长度在10～17m范围之内。
3）熔化池深度： 20世纪90年代以前熔化池的深度一般为1.5m。 90年代以后大多数采用1.2m池深结构。 采用浅池技术，池底不动层减薄，从而减少了玻璃液的重复加热，
5 浮法玻璃熔窑
5.1概述 5.2熔化部 5.3卡脖、冷却部 5.4小炉、蓄热室 5.5烟道
1
5.1概述
• 浮法玻璃生产工艺产生于20世纪50年代末，因玻璃液漂浮在熔融 金属表面获得抛光成形而得名。用于浮法成形工艺的玻璃窑炉称 为浮法玻璃熔窑。
• 属浅池横火焰窑。 • 规模上浮法玻璃熔窑要大得多，世界上日熔化量最高可达到1000
（3）投料池
浮法玻璃工艺教程熔化部分
二、泡界线
（一）泡界线的形成
泡沫层边缘与熔化好的清洁玻璃液面之间有一条整 齐明晰的分界线，这就是泡界线。
要保持清晰稳定的泡界线最主要的是要明确热点，维持热点 到投料口的投料回流。最高温度值和最高温度所处的位置都要稳 定不变。
（二）泡界线的控制 1.配合料
熔化部分目录
1.第一节 玻璃熔制的五个过程
2.第二节 火焰及其控制 3.第三节 窑 温 4.第四节 投料与液面 5.第五节 玻璃液流与泡界线 6.第六节 窑 压 7.第七节 特殊事故的处理 8.第八节 几种常用设备及使用 9.第九节 熔窑主要结构和常用耐火材料
第一节 玻璃熔制的五个过程
将合格的配合料经过高温加热熔融形成透明、 纯净、均匀并适合于成型的玻璃液的过程,称为玻璃 的熔制。
6.其他因素
如小炉碹、喷出口、小炉设计不合理以及熔窑在生产中因受侵 蚀、烧损而变的不合理，或火焰上飘、下倾都使熔化受影响，泡界 线不正常。
4.熔化(硅酸盐形成)
组份从固相转变成熔融态,形成低共熔混合物，如 N a2SO4-
Na2CO3，N a2SO4- N a2 sio3，Na2S-Na2CO3等，石英颗粒也与
某些组份形成低共熔混合物，这样在较低的温度下出现液相，使硅 酸盐形成阶段的固相反应速度加快。
实际熔制玻璃时，只经过极短时间（约3-5分钟）便完成了硅 酸盐形成阶段的反应。
造成料堆熔化不良除了投料方面的原因外，温度的波动，也 会引起料堆熔化不良、泡界线远等现象。另外，1# 、 2#、3#小炉 两侧火焰长短、大小不同，也会造成一边料长或偏料, 影响正常投 料，所以1＃、2＃小炉两侧温差不应超过5-10℃。
超白浮法玻璃熔化温度与黏度特性及其对液流影响的分析
超白玻璃又称高透明玻璃、低铁玻璃，与普通玻璃相比具有较高的透光率和透明特性，主要应用于高档建筑的内外装修、电子产品、高档轿车玻璃、太阳能电池、高档园艺建筑、高档玻璃家具、各种仿水晶制品等行业。
然而，与普通的浮法玻璃相比，由于超白玻璃的铁含量低，玻璃液的温度、黏度特性与普通玻璃存在较大的差异，对熔窑内玻璃液流的影响也存在较大的不同。
本文结合实际生产工况条件，通过软件计算对超白浮法玻璃的温度与黏度特性及其对玻璃液流的影响进行分析，为超白浮法玻璃的稳定优质生产提供参考。
玻璃液温度与深度的关系：超白玻璃与普通浮法玻璃的主要差别在于含铁量的不同。
无论是以正常组分或以杂质形式存在于原料中的铁，都会对玻璃的熔化产生影响。
因为铁离子大量吸收火焰的热辐射，降低热辐射的透过率，使玻璃液沿玻璃熔窑深度方向产生温度降。
本文以超白玻璃铁含量0.0096%、普通玻璃铁含量0.122%为例，计算了不同玻璃液深度下对应的温度。
在计算时，假设超白和普白玻璃在液表处的黏度一致，统一为10 Pa·s，则计算获得的玻璃液温度随深度变化的数据如表1所示。
从表1中的对比数据可以看出，超白玻璃液的表面与池底之间的温差较小，即随着玻璃液深度的逐渐加深，超白玻璃的玻璃液温度下降趋势要比普通玻璃小很多，也就是说超白玻璃的透热性要高，池底温度明显高于普通浮法玻璃。
表1 两种玻璃在不同玻璃液深度处的温度对照玻璃液黏度与深度的关系：本文以超白玻璃铁含量0.0096%，普通玻璃铁含量0.122%为例，计算不同玻璃液深度下对应的黏度，如表2所示。
从表2可以看出，随玻璃液深度的增大，两种玻璃的黏度均增大。
但超白玻璃液黏度梯比普通浮法玻璃小，随着玻璃液深度的增加，玻璃液的黏度增加的程度将不再明显。
表2 两种玻璃在不同玻璃液深度处的黏度对玻璃液流的影响：由于超白玻璃的透热性较好，底部玻璃液的温度较高，黏度较小。
玻璃液的黏度和温度对熔窑内玻璃液的流动有直接关系。
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。
浮法玻璃熔窑中玻璃液流动模拟及工艺优化
浮法玻璃熔窑中玻璃液流动模拟及工艺优化随着现代工业的快速发展，浮法玻璃成为了广泛应用于建筑、汽车和电子等领域的重要材料。
而浮法玻璃的质量和性能很大程度上取决于熔窑生产过程中玻璃液的流动情况。
因此，对于浮法玻璃熔窑中玻璃液流动进行模拟和优化，对于提高产品质量和生产效率具有重要意义。
一、浮法玻璃熔窑中玻璃液流动模拟1. 熔窑结构与玻璃液流动特性浮法玻璃熔窑通常由玻璃池、料斗、罩头、分区部分等组成。
玻璃液在池中融化，并从料斗中流出，进入罩头。
在罩头的作用下，玻璃液慢慢变平，形成连续平整的玻璃带。
在这个过程中，玻璃液的流动受到多个因素的影响，例如重力、表面张力、罩头结构等。
2. 流动模拟方法为了更好地理解浮法玻璃熔窑中玻璃液的流动特性，可以使用数值模拟方法。
数值模拟方法可以将复杂的流动过程简化为数学方程组，并通过计算机模拟求解得到详细的流动信息。
目前，常用的数值模拟方法包括有限元方法和有限体积方法等。
通过这些方法，可以计算得到玻璃液的速度场、温度场等信息。
二、浮法玻璃熔窑工艺优化1. 生产质量优化浮法玻璃的生产质量直接关系到产品的市场竞争力。
通过模拟玻璃液流动过程，可以找到工艺中存在的问题，并进一步优化工艺参数以提高产品质量。
例如，通过调整罩头结构、控制熔窑温度分布等，可以减少玻璃中的气泡和其他缺陷，提高产品的透明度和均匀性。
2. 能耗降低优化浮法玻璃熔窑通常需要消耗大量的能源。
优化工艺参数可以帮助降低能源消耗，提高能源利用效率。
例如，通过优化玻璃液的流动速度和温度分布，可以减少能源的损耗。
此外，还可以采用其他节能措施，例如使用高效燃烧器、优化加热方式等。
3. 生产效率提高优化浮法玻璃的生产效率对于企业的经济效益至关重要。
模拟玻璃液流动过程可以帮助优化生产工艺，提高生产效率。
例如，通过优化料斗结构，可以使玻璃液在流动过程中更加顺畅，减少停机时间。
此外，还可以采用自动控制系统，实现生产过程的智能化管理，提高生产效率。
浮法玻璃大功率电熔化工艺的应用分析赵会杰1王长军2孙飞虎3
浮法玻璃大功率电熔化工艺的应用分析赵会杰1 王长军 2 孙飞虎3发布时间：2023-07-04T04:29:37.315Z 来源：《科技新时代》2023年8期作者：赵会杰1 王长军 2 孙飞虎3[导读] 文章分析大型浮法玻璃溶窑大功率复合熔化技术的使用可行性，主要论述浮法玻璃电熔化工艺上存在的问题，论述该工艺在当前的使用。
当前浮法玻璃复合熔化技术并没有普及，仅仅有少部分在生产线使用，技术突破对行业发展十分重要。
河北视窗玻璃有限公司河北省廊坊市 065000摘要：文章分析大型浮法玻璃溶窑大功率复合熔化技术的使用可行性，主要论述浮法玻璃电熔化工艺上存在的问题，论述该工艺在当前的使用。
当前浮法玻璃复合熔化技术并没有普及，仅仅有少部分在生产线使用，技术突破对行业发展十分重要。
关键词：浮法玻璃；电熔化；技术；行业；效益近现代社会发展不断变革，国家发改委与工信部、生态环境部门联合发布《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南（2022年版）》，对玻璃行业的节能降碳改造升级提出相关意见，指出行业发展速度快，为顺应时代发展的潮流，要进一步提升玻璃行业的生产效率，保障行业的节能效果，增强绿色低碳节能。
玻璃熔制是在高温状态下进行的，反应比较复杂，因此技术研发也存在诸多难度。
1.浮法玻璃大功率电熔化工艺发展现状1.1 生产现状在玻璃生产制造中，大功率电熔化技术就是指将电能转化成为热能融化玻璃的技术，技术的关键就是电熔能力在总熔能力的占比，如果占比超过50%，则可以称为是电主熔技术，相反如低于50%，则是助熔技术。
国外的浮法玻璃复合熔化技术已经成熟，但是国内的总熔化能力只有10%。
在浮法玻璃电熔化应用中，某集团曾经在熔化量700t/d溶窑中安装助熔系统，安装为6750KW，该系统的最大能力仅占总熔化能力只有25%，这是该领域内所记录的浮法玻璃溶窑复合熔化技术中的最大电熔功率。
现阶段玻璃纤维行业内，溶窑可采用的复合熔化技术能力达到400t/d，电熔能力方面，国外技术可占熔化能力的45%，国内技术为25%。
浮法玻璃熔窑中玻璃溶解过程的数值模拟与分析
浮法玻璃熔窑中玻璃溶解过程的数值模拟与分析在现代玻璃工业中，浮法法是一种常用的玻璃生产方法。
在浮法玻璃工艺中，玻璃料在特定的熔窑中经过高温熔化，并通过连续浮在锡液上的方式制成连续平板玻璃。
玻璃熔化过程中的温度分布、流体流动、传热和质量传递等因素对最终玻璃品质产生重要影响。
为了提高产品质量和生产效率，数值模拟与分析成为优化工艺的重要工具。
1. 玻璃熔化过程的数值模拟数值模拟是利用计算机对物理过程进行数值计算和分析的方法。
在浮法玻璃熔窑中，利用数值模拟可以模拟玻璃料的熔化过程，预测温度分布、流体流动、传热和质量传递等过程。
数值模拟可以帮助我们深入了解熔化过程中各种参数的变化规律，优化工艺参数，提高产品质量。
首先，数值模拟需要建立合适的物理模型。
玻璃熔化过程可以视为流体力学、传热学和质量传递学的综合问题。
根据流体力学中的连续性方程、动量方程和能量方程，结合质量传递的方程，可以建立玻璃熔化过程的数学模型。
该模型考虑了熔化过程中的流体流动、传热和质量传递等关键因素。
其次，数值模拟需要选择合适的数值方法。
常用的数值方法包括有限差分法、有限体积法和有限元法等。
这些数值方法可以将连续的物理模型离散化，转化为数值计算问题。
通过合适的数值方法，可以在计算机上求解数学模型，得到玻璃熔化过程中各种参数的数值解。
最后，数值模拟需要进行参数的验证和误差分析。
通过与实验数据的对比，可以验证数值模拟的准确性和可靠性。
同时，对模拟结果进行误差分析，可以了解数值模拟的精度和可信度。
2. 玻璃熔化过程的数值分析基于数值模拟的结果，可以进行数值分析来了解玻璃熔化过程中各个因素的影响和相互关系。
数值分析可以帮助我们更好地理解和优化熔化过程，提高产品的质量和生产效率。
首先，数值分析可以研究玻璃熔化过程中的温度分布。
温度是影响玻璃熔化和成型过程的重要因素。
通过数值分析，可以得到温度随时间和空间的变化规律，从而确定最适宜的温度范围和温度梯度。
浮法玻璃熔窑中玻璃池的形态演变与表面特性分析
浮法玻璃熔窑中玻璃池的形态演变与表面特性分析浮法玻璃熔窑是目前工业生产中最常用的玻璃制造方法之一。
通过对浮法玻璃熔窑中玻璃池的形态演变与表面特性的分析，可以了解该制造过程中的原理与关键技术，进而提高制造效率与玻璃质量。
本文将从浮法玻璃熔窑的工作原理、玻璃池形态演变与表面特性等方面展开讨论。
浮法玻璃熔窑是一种通过将玻璃料在高温下熔化后在一个质量比玻璃轻的液体金属（常用钠铝合金）上浮起，然后形成一个连续的玻璃条，经过冷却与固化后切割成所需尺寸的平板玻璃的制造方法。
这种方法不仅能够实现自动化生产，还能够控制玻璃厚度和表面光洁度，因此在建筑、汽车等领域得到广泛应用。
浮法玻璃熔窑中的玻璃池形态演变是一个复杂而关键的过程。
在玻璃料熔化后，通过过渡区域，玻璃料进入玻璃池并在上面浸入金属浴中。
在浸入过程中，玻璃料会逐渐融化并展开它的形态演变过程。
一般来说，玻璃池的形态演变可以分为三个阶段：熔融形态阶段、过渡形态阶段和浸润形态阶段。
在熔融形态阶段，玻璃料熔化后均匀分布在熔融区域上，并逐渐形成一个平坦的玻璃池表面。
在这个阶段，温度、压力和表面张力的变化对玻璃池的形态演变有很大影响。
在过渡形态阶段，玻璃料开始缓慢地向金属浴中浸润，形成一个光滑且较稳定的玻璃池表面。
在这个阶段，玻璃池表面的温度和化学属性逐渐接近金属浴，玻璃和金属之间的相互作用开始发挥作用。
在浸润形态阶段，玻璃料完全浸润到金属浴中，并形成一个平面光滑的玻璃池表面。
在这个阶段，玻璃和金属之间的相互作用达到平衡，玻璃池表面的温度和化学属性与金属浴基本保持一致。
玻璃池表面的特性对浮法玻璃制造过程和玻璃质量有着重要影响。
首先，玻璃池表面的光洁度直接影响到最终制成的玻璃板的质量。
如果玻璃池表面不光滑，则制成的玻璃板表面也会有瑕疵，影响到玻璃的透明度和光学性能。
其次，玻璃池表面的温度和化学属性与玻璃的成分和性能有密切关系。
通过调节金属浴的温度和成分，可以控制玻璃池表面的温度和化学属性，从而实现对玻璃成分和性能的调控。
(整理)浮法玻璃熔窑的结构 (自动保存的)
浮法玻璃熔窑的结构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.投料池的尺寸图1-1 浮法玻璃熔窑平面图1-投料口；2-熔化部；3-小炉；4-冷却部；5-流料口；6-蓄热室图1-2 浮法玻璃熔窑立面图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。
热工设备玻璃部分-第二章玻璃池窑
马蹄焰玻璃池窑（日用玻璃）
西南科技大学材料学院
无机非金属材料热工设备—玻璃部分
§2-1 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、分隔装置：
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
将表面部分物料熔融。
1.投料口 正面式：特点： 可使配合料在熔化区池表面上 B 形式
配合料料堆熔化过程
泡界线的形成
注意：桥形温度曲线温度梯度小，玻璃液 向投料口的对流弱，易产生“跑料”现象， 同时泡界线模糊不整齐。 山型温度曲线能够符合泡界线的要求，较 易 达到稳定作业目的，被大部分玻璃工厂采 用
火焰空间 概念：处在玻璃液面以上、充满火焰的 空间。 组成：胸墙、大碹、前脸墙、后山墙 支承：大碹、胸墙、窑池分别独立 开孔：观察孔、测压孔、测温孔
池底： 池底要承受全部玻璃液的重力， 为了有足够的结构强度和延长使用寿命， 池底砖均用大型粘土砖砌筑。一般大型池 窑多采用厚300毫米、宽400 毫米、长 1000-1100 毫米规格的粘土砖，采用干砌 法。铺设池底砖时纵向和横向砖缝贯穿， 以便受热膨胀时池底砖可以得到一定程度 的自由膨胀和移动。池底四周用顶丝顶牢。 由于窑池底层玻璃液温度较低，粘度较高、 流动性差，所以池底砖一般可用十几年。 若在池底砖上覆盖一层100毫米厚的锆刚玉 砖，可延长使用寿命。
（8）、窑池的承重 池壁： 下部一、二层采用质量较好的粘 土砖，上部三、四层采用电熔莫来石砖 （俗称黑铁砖）和电熔锆刚玉砖（俗称白 铁砖）砌筑。砌筑池壁砖时应尽可能减少 横缝。砖材要预排，竖缝要错开。生产时 为了减慢侵蚀，通常对池壁砖液面线附近 进行吹风冷却或水幕冷却。 为了防止在玻璃液的压力下造成池壁砖外 移，在两侧工字钢立柱上通过顶丝与槽钢 顶固池壁。
浮法玻璃的熔化
浮法玻璃的熔化将合格的配合料经过高温加热熔融形成均匀的符合成型要求的玻璃液的过程称为玻璃的熔制。
熔制是玻璃制造中的重要部分，玻璃的产量、质量、制造成本、单位产品的能耗、熔窑寿命等都与熔制有密切关系。
玻璃的许多缺陷也是在熔制过程中产生的，制定合理的熔制工艺制度，进行合理的熔制才能熔制出好的玻璃液，这是生产出优质玻璃的重要保证。
玻璃的熔化是一个非常复杂的过程，进行一系列物理、化学、物理化学反应。
这些现象和反应结果，使配合料的机械混合物变成了复杂的玻璃液。
加热时大致发生以下变化：物理过程：配合料加热时吸附的水分蒸发排除，某些单晶组分熔融，某些组分的多晶转变，个别组分的挥发（Na2O K2O SiF4等）。
化学过程：固相反应，各种盐类分解，水化物分解，化学结合水排除，组分单的相互反应及硅酸盐形成。
物理化学过程：低共熔物的生成，组分及生成物间的相互溶解，玻璃液和炉气介质间的相互作用，与耐火材料间的相互作用，和其中夹杂气的作用等。
配合料各组分在熔化时发生的这些变化及发生变化的次序及对熔化过程的影响都与配合料的性质有关。
分解CaCO3CaO＋CO2，在400℃开始Na2CO3与煤粉之间的固相反应NaCO4＋2C NaCO3＋CO2，500℃进行的很快；500℃开始Na2S变为Na2CO3，Na2S＋Ca2CO3 Na2CO3＋CaS。
573℃β－石英α－石英。
340-620℃镁钠复盐与SiO2反应生成碳酸盐，MgNa2(CO3)2+2SiO2＝ MgSiO3+Na2SiO3+2CO2450-700℃MgCO3与SiO2作用MgCO3+SiO2 MgSiO3+CO2.620℃MgCO3分解最快，继续升温分解减慢。
585-900℃镁钠复盐与SiO2反应形成硅酸盐，CaNa2(CO3)2+SiO2 CasiO3+Na2SiO3+2CO2.600-900℃CaCO3与SiO2作用生成硅酸盐，Na2CO3+SiO2生成低共熔混合物，玻璃形成阶段开始：740℃Na2SO4-Na2S; 750℃Na2S-Na2CO3; 780℃ Na2CO3-CaNa2(CO3)2;795℃ Na2SO4-Na2CO3; 865℃ Na2SO4-Na2SO3865℃Na2S. CaS与SiO2反应形成硅酸盐，Na2S+Na2SO4+SiO2 Na2SiO3+SO2+S.855℃没起反应的Na2CO3开始熔融，885℃Na2SO4熔融。
浮法玻璃熔窑中玻璃成形带流动层状液膜的研究
浮法玻璃熔窑中玻璃成形带流动层状液膜的研究引言：浮法法是制备大面积平板玻璃的主要方法之一。
在浮法法中，玻璃熔体在高温下通过金属浸渍槽，形成一层连续的流动玻璃带，经过冷却和固化后形成平整薄板玻璃。
而浮法玻璃熔窑中存在着一种特殊的现象，即玻璃液表面形成了一层流动层状液膜。
本文将对浮法玻璃熔窑中玻璃成形带流动层状液膜的研究进行探讨。
一、浮法玻璃熔窑原理浮法法通过在玻璃熔体表面浮放金属浸渍槽，使玻璃与金属之间形成一层连续的流动玻璃带。
这个流动玻璃带在冷却和固化过程中形成平整薄板玻璃。
浮法玻璃熔窑中的玻璃成形过程可以分为下面几个关键步骤：1. 玻璃熔融：玻璃料在高温下熔融，形成半固态玻璃熔体。
2. 浸渍槽浮放：将金属浸渍槽浮放在玻璃熔体上，使其与玻璃接触。
3. 玻璃带形成：金属浸渍槽表面与玻璃熔体之间形成一层流动玻璃带。
4. 降温和固化：玻璃带经过冷却和固化，形成平整薄板玻璃。
二、研究背景浮法玻璃熔窑中，玻璃液表面形成了一层流动层状液膜。
研究该流动层状液膜的形成机制和特性，对于优化浮法玻璃熔窑的操作、提高玻璃品质具有重要意义。
过去的研究中，有关浮法玻璃熔窑中玻璃成形带流动层状液膜的研究主要集中在下面几个方面：1. 液膜形成机制：研究液膜的成因和形成机制，探讨液膜在玻璃成形过程中所起到的作用。
2. 液膜性质：研究液膜的物理和化学性质，如厚度、粘度、表面张力等，以及这些性质对于玻璃成形过程的影响。
3. 液膜稳定性：研究液膜的稳定性及其受到的外界因素的影响，如温度、压力、流速等。
三、研究方法在研究浮法玻璃熔窑中玻璃成形带流动层状液膜时，科研人员采用了多种方法和手段，包括数值模拟、实验观测和理论分析等。
1. 数值模拟：通过建立数学模型，使用计算流体力学的方法，对液膜的形成和演化进行数值模拟，预测液膜的厚度、流动速度等。
2. 实验观测：在实际浮法玻璃熔窑中，通过使用高速摄像技术和其他实验手段，观测和记录液膜的变化过程，获取实验数据并进行分析。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
在这些原因对液流内部力场造成影响的基础上,结合具体的现实条件如边界条件(空间条件、散热状况等)、状态条件(包括外部作用如受热、受力状况等,内部作用如热传递、摩擦力状况等)、连续性条件、稳定性条件等共同作用使窑内玻璃液流呈现出一定的形态。
本文主要分析熔化部液流形态,并希望能使理论分析和生产实际更好地结合起来。
鉴于整个熔化部范围较大,影响因素多而复杂,各部状况不一,这里根据其内部特征将其分为三个区域来进行阐述。
1 投料池及配合料熔化区域的液流形态分析投料机将配合料以一定的厚度和宽度、密度及速度推入投料池,配合料在窑池内受热辐射、热传递等作用吸收热量熔化为玻璃液。
在此区域配合料和玻璃液在窑内各种因素和条件的共同作用下形成特定的液流形态。
111 图示说明(1)由图1可以看出配合料进入熔窑向前和两侧运动,一般在1#小炉口前后贴住池壁,且料堆位置终止于2～3#小炉之间(对5～6对小炉的熔窑来说),在其中部一般可见如图示的八字料形状,并产生变化直至如图中虚线所示。
(2)由图2可以看出,料堆层在前行一段以后形成一个合力作用区域,该处料层较厚,料层自此后逐渐变薄直至消失,最终全部熔为玻璃液。
料堆层下液流在该合力作用区域处产生图示环流。
环流由周围流层和中部共同作用组成,液流方向、相对速度大小如图中矢量所示。
(3)由图3显示,在该区域存在由中部到边部的环流,方向如图中所示,环流中部存在一个共同作用区,环流轨迹为由中部到边部的弯曲状斜回流、回旋流及底部的弯曲状斜前行流。
(4)图4显示,在投料池内主要存在上下环流,而横向流动作用微弱,且环流中部也存在一个共同作用区。
(5)各图所示综合即构成该区域的液流基本形态模型。
112 形态分析(1)图1表层八字料形状和图3所示环流,是由于窑池中部(中心线附近)玻璃液温度高于两侧形成的横向对流作用和热点回流作用共同造成。
由于火焰长度方向上辐射能力的不同和火焰换向的作用以及两侧池壁附近散热和冷却的作用,共同造成了中、边部之间的温差;由于玻璃液形成过程的特性,使得窑池中部(前后方向)玻璃液热点的形成;加上由于池深方向上玻璃液吸收、传递、散失热量的不同所形成的温差,三者共同作用使得不同空间座标位置液流状态既存在差异,又保持一定的连续性。
边部形成的回旋流、弯曲状斜前行流和回流连接,于是不规则(上下不对称)弯曲状斜环流形成。
八字料形状也是出于同样的原因,并且八字的程度主要是由中边部温差的作用强度(该强度主要以该区域热量供给为主导作用,玻璃液热量吸收、传递、散失为相关作用共同造成)和热点回流的作用强度共同造成。
配合料贴住池壁的位置及料堆终止位置取决于投料池与1#小炉之间的距离、投料速度、化料速度等情况。
图1 投料池配合料熔化区俯视及液流透视图图2 投料池纵剖面液流形态及速度矢量图(2—2断面)图3 料堆区横断面液流形态示意图(1—1断面)图4 投料池横断面液流形态示意图 (2)图2表明料堆在投料机推力和热点回流两种作用下会形成一个合力区域,该区域料堆较厚,在玻璃液表层回流和料堆底层之间形成一定的平衡。
这部分新形成的玻璃液温度低、密度大,有下沉的要求,加上合力的挤压作用,使热点至投料池的环流在合力区域处有折回的可能,当合力区域的作用达到足以使该环流折回的程度时(此时一般会有较大的投料量),且折回位置距投料池池壁的距离足以满足投料池环流产生的尺度条件(含有温差条件)时,在投料机推力和形成料与下部玻璃液之间的摩擦力的共同作用下形成图示液流结构。
投料机推料的间断性对该部分液流状态有一定的影响,投料池中边部温差小时横向作用微弱,大时有可能形成螺旋状液流,当然该部分玻璃液有相当程度的流动性(温度较高)和一定的温差是环流形成的前提条件。
事实上料堆在火焰辐射和热回流渗透传热的共同作用下,和玻璃液的结合部处应该是一种共存渐变状态。
图4所示正是在上述情况下投料池内的液流形态。
(3)图1、2、3所示情况在实际生产中投料量降低的情况下一般也是存在的,但图4所示投料池的情况则会因条件改变而消失,这个条件就是有足以使合力区域前移或消失的情况:全投碎玻璃或冻料时使该部分玻璃液的流动性大大降低;环流空间(主要为长度方向)条件不能满足的情况等等。
(4)关于中、边部回流的方向问题,以往研究认为与图3所示相反,但根据实际生产情况的现象和原因分析表明,如图所示应与实际较为相符。
这是基于以下认识:首先料堆的运动主要是在外力的作用下产生,包括投料机的推力和下部液流的带动作用,故料堆的运动方向应与其下部的液流方向应是一致的;对实际生产中的横焰窑来说,总是要求火焰的覆盖面积尽可能大一些,尽可能的提高火焰的传热效率,为配合料提供足够的热量。
在实际生产中这一点认为是很重要的,于是在实际当中便表现出熔窑中部热量提供多而边部少的结果,加之边部的各种冷却作用共同导致中部的玻璃液温度比边部要高,从而推断料堆下部的液流方向会从料堆的运动方向上体现出来。
简单分析时可以这样认为:在投料层断面上配合料的吸热能力是基本相同的,但由于热量提供情况不同,化料速度存在差异,导致料堆中部大面积分开,且分开的程度也如图1所示成为两个相对极端的形态,当然由于实际情况的复杂性,比较特殊的情形也是有可能的,但找到更符合实际情况和具有普遍性的东西是我们研究的目标所在。
2 热点区域的液流形态分析热点区域一般是指配合料熔化成为基本均匀的玻璃液时所形成的特殊区域,该区域是窑内玻璃液温度最高之处。
211 图示说明(1)由图5可以看出热点实际上是一个热量集中、温度最高的区域,其表面流呈扁平中心放射状,图7为热点回流矢量图。
(2)由图6可以看出,在热点位置玻璃液前后两侧分别形成环流,环流的方向如图中箭头所示,速度大小如图中矢量所示,环流中部存在一个共同作用区域。
(3)由图8可以看出热点两侧也存在一定程度的环流,但较为微弱。
(4)各图所示综合即形成该区域液流的基本形态模型。
212 液流形态说明(1)“热点”是配合料熔化为玻璃液时在一定加热条件下形成的温度最高点。
首先,由于火焰长度方向上辐射能力的不同和换向的原因,不同位置之间又存在热量的吸收、传递、散失之间的差距,所以“热点”不应该是一个“点”或“线”,而应该是一个较大范围的如图1所示的区域。
其次,受单侧加热和时间的影响,温度最高点应在熔窑中心线两侧游移,总体造成中部区域温度最高。
第三则因其液流来去状态的不同,热点前、后部形成凸起。
前部凸起成为八字料的原因之一,后部凸起影响到泡界线形状。
在实际生产中,当熔窑的现实状况对称性良好时,泡界线通常会显得较为完整、对称。
但事实上往往由于众多难以细述的原因使得熔窑的实际状况达不到目标状态,于是在生产实际当中泡界线便表现出多种类型,如偏斜、分段、缺角等等,或者由于其他原因如温度制度制定和执行方面存在的一些问题或者熔化控制不足等等,都可能造成种种非理想状态,如双重泡界线等。
(2)“热点”环流受环流两端的温差和生产流的作用影响很大,造成环流的范围和强度产生很大差异,如图6、图7所示。
“热点”前环流与配合料熔化区后部环流为同一环流,其中部的共同作用区上下受方向相反的液流共同作用保持动态平衡,并且要受到液流状态的变化而发生变化。
热点后环流与澄清部环流为同一环流,形态与热点前环流类似。
环流断面的速度定性分析认为应如图中箭头长短所示。
表层液流速度由上往下递减,窑宽方向为中高边低。
底层液流为中层流速大,上下层受表层流和滞流层影响流速逐渐减小,窑宽方向同样为中高边低。
总体上应认为表层液流流速大于底层流速,原因为粘度不同所造成的流动性差异所致。
(3)如图8所示在热点处横向至池壁两侧实际上也应有不同程度的环流存在,只不过受流程较短、液流受纵向作用影响巨大等具体条件所限,变化较大且显得较为微弱而已。
所以综合以上分析,可得出热点处的液流形态总体上应是由以热点区域为中心(通常所说的液泉)和在其四周形成的环流共同组成这样的结论,且四周的环流受实际制造工艺过程、窑炉结构等影响差异较大而已。
(4)热点处液流形态相对是比较稳定的。
实际生产当中大多数厂家热点位置一般控制于4#小炉中心线附近(不同厂家掌握的略有差异),并且受玻璃液生产流流向影响多置后一些。
在熔化完成较好时,泡界线位置往往与热点位置保持一定距离;当熔化完成较差时,泡界线常较远并和热点位置距离接近,状态也多不好。
这一般是由于化料困难造成的。
而造成这种情况的原因也是多方面的,如配合料的成分波动、颗粒度超标、混合均匀程度差、投料量过大、前几对小炉热量供应不足等等。