无机非金属材料热工设备简介(PPT 82页)

玻璃工业热工设备
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主要发展方向归纳在以下几点
薄型浮法玻璃生产与加工 建筑用节能玻璃加工应用 功能薄膜玻璃新产品生产加工及应用 薄型防弹、防盗玻璃加工及应用
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3.0.2.玻璃概念及生产工艺过程
• 玻璃：由熔融物冷却硬化而得到的非 晶态无金属材料。
1 玻璃熔制部分 1.1 投料部分（投料机、投料池、前脸墙）
• 投料机的布置：
侧面加料；
正面加料;（浮法窑用）
特点：
（a)螺旋式投料机
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1 玻璃熔制部分 1.1 投料部分（投料机、投料池、前脸墙）
正面加料
(b)垄式投料机
(c)振动式投料机
(d)辊筒式投料机
特点（b)料粉成垄状，料层不均匀。 （c)加料面宽，料层薄。
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1 玻璃熔制部分
1.3 分隔装置
分布在池窑熔化部和冷却部之间的装置
玻璃液分隔装置 包括 气体空间分隔装置 (1) 玻璃液的分隔装置
❀作用：改善玻璃液的质量 ❀分类：深层和浅层
深层：凡将窑池高度隔断一半以上或者分隔设备的通道 的横断面积小于熔化部池窑横断面积的20%者；
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• 浮法玻璃退火窑辊道技术：在退火窑热端 解决“辊印”问题，冷端解决金属辊硫化物 和锡等附着物。 • 一窑多线：一窑生产两种以上的品种， 英国皮尔金顿发明了一窑三线。
• 计算机模拟技术在玻璃工业中的应用
• 节能工业技术
• 环保技术
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浅层：不符合上述者为浅层。 平板玻璃池窑常用
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卡脖 冷却水管 窑坎
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1 玻璃熔制部分 • 卡脖：把矮碹下面的一段窑池缩窄。 作用：减少冷却部流向熔化部玻璃液量； 降低玻璃液的温度。 形式：a、窑池缩窄后不再放宽 b、缩窄后再放宽
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1 玻璃熔制部分 • 冷却水管：横跨窑池的无缝钢管
组成
投料部分 熔化部 分隔设备 冷却部 成型部（锡槽）
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3.1 浮法玻璃池窑和锡槽 1 玻璃熔制部分
窑柱
玻璃熔 制部分
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1 玻璃熔制部分 分隔装置
熔化部
投料 部分
冷却部 窑柱
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1 玻璃熔制部分
（2）投料池
• 投料池的结构：突出于窑池之外和窑池相通的矩形 小池，其上下与窑池池壁平齐，耐火材料品种也相同。
胸墙
大碹
池壁
投料池 玻璃池工业底热工设备
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1 玻璃熔制部分 1.1 投料部分（投料机、投料池、前脸墙）
• 投料池的布置如下图，浮法玻璃池窑上采用 的正面投料
浮法玻璃池窑常见的几种布置方式
结构：与池窑材料、砖排列都相同，面积为2 m× 2m，其出口处与卡脖的中心点相交45°。设置
在熔化部后端，冷却部前端。
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1 玻璃熔制部分 （3）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
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1 玻璃熔制部分
1.1 投料部分（投料机、投料池、前脸墙） （1）投料机
• 作用：是运送玻璃配合料入窑的一种机械设备。 • 布置：池窑熔化部前上端，用钢结构固定和支承。
• 类型
玻璃工业热工设备
螺旋式投料机 垄式投料机 振动式投料机 辊筒式投料机 新型投料机
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1 玻璃熔制部分
发展趋势
❄ L型吊墙结构：（和预熔池配套）
直墙 部分
L墙
水包：摊平 料堆，冷却 和密封
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1 玻璃熔制部分
1.2 熔化部
任务：进行配合料熔化和玻璃液澄清、均化 上部空间（火焰空间）
组成 下部空间（窑池）
胸墙 池壁
• 浮法玻璃品种0.1－30mm各种厚度，玻璃 熔窑拉引规模在150－1000t/d。
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2.2浮法生产技术方面
• 超薄技术：英国皮尔金顿可生产0.4 －1.1mm的薄玻璃，可用于生产ITO导电 膜玻璃。
• 在线镀膜技术：先进国家在浮法线可 进行金属化合物热解镀膜、化学气相沉 积镀膜技术，产品有低辐射镀膜和阳光 控制低辐射玻璃，
• 投料池的发展趋势 预熔池：将原有的投料池“放长加宽”，主要 起预熔作用，提高熔化率。
配合料
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1 玻璃熔制部分
1.1 投料部分（投料机、投料池、前脸墙）
（3）前脸墙（概念、作用、类型） • 概念：当采用正面投料时，投料池上的挡墙。 • 作用： a、保证正常的料层厚度； b、火焰空间的组成，阻挡窑内热气体向外溢 出。
热工设备
几个基本概念
1、
材料
有机材料
金属材料
产品 特点
无机非金属材料 （硅酸盐材料）
要经过高温制备而成。图0.1
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热工设备
2、热工设备：产生热量、利用热量的设备。 代表有窑炉。还有其它设备。
3、窑炉：指某一结构空间，其空间内能够用 加热的方法，按照工艺要求的烧成制度，使
• 生产工艺过程 原料的制备
玻璃液的熔制
玻璃产品的成型
玻璃制品的退火及载板
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1
2
3
4
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国 内 某 一 玻 璃 厂
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浮法玻璃池窑（平板玻璃）
玻璃工业状的耐火材料） 保温材料（K<0.022kj/m.℃) 普通材料（红砖、金属钢材等）
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3 玻璃池窑及有关的设备 （课程内容）
3.0 前言 3.1 浮法玻璃池窑及锡槽 3.2 浮法玻璃池窑及锡槽的设计简介 3.5 玻璃池窑的操作原理－作业制度简介 3.6 燃烧器
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1 玻璃熔制部分
1.4 冷却部 作用：玻璃液进一步澄清、均化和 冷却地场所，目的是满足成型所要 求的玻璃液的粘度。
结构：和熔化部相似，由上部空间、 下部池窑 结构与熔化部不同处：
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1 玻璃熔制部分
冷却部
1.5 玻璃液的搅拌器 设在卡脖处，利用均化提高玻璃液质量
• 我国从65年开始在洛阳玻璃厂研制浮法 工艺，71年成功，78年投入工业生产，称为 “洛阳浮法”。 • 到目前为止，我国有400多家平板玻璃生产 厂家，年产量为5.32亿重量箱。有5000多家玻 璃深加工企业。
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• 玻璃与玻璃加工主要由5家公司垄断， 其总生产能力占全世界的70%以上，日本的 旭硝子（21%），英国皮尔金顿（12%）， 美国PPG(11%),法国圣戈（11%），美国加 迪安（9%）。最大的是旭硝子公司有37条 （03年）浮法线，，资产157.8亿美元，年 销售额67亿美元。
大碹
投料 池底
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1 玻璃熔制部分
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1 玻璃熔制部分 胸墙 大碹
池壁
泡界线
（1）窑池
投料
池底
• 由池壁和池底组成。
澄清带 熔化带
• 熔化带和澄清带（泡界线）二部分
• 池壁砖排列如图2.12，有六种形式
• 池底砖排列如图2.13，厚度200－ 300mm，砖规格为300×400×1000mm
无机非金属材料热工设备 ermalEquipmentinCeram
材料类专业课程
玻璃工业热工设备
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课程内容
设 备 结 构
结 构 设 计
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热工 设备
工 作 原 理
作业 制度
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课程目标
新技术
先进结 构
自动控制
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优质材 料
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产技术最大规模的机械化、自动化方法。
• 最早出现在公元前650年以前。 • 平板玻璃规模化生产是18世纪出现。
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• 20世纪初涌现了各种生产方法，垂直 引上法，平拉法，无槽垂直引上法。 • 1953年以后开始研究浮法技术，57年取 得成功，耗时7年，耗资400万英镑。
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1 玻璃熔制部分
前脸墙
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1 玻璃熔制部分 1.1 投料部分（投料机、投料池、前脸墙）
• 形式 ❄ 普通拱碹结构前 脸墙：墙厚度450mm， 股跨比1/10-1/12。
前脸墙
❄ 普通碹外加碹结构 的前脸墙：在第一道 普通碹外再加一副碹， 降低空间的开度。 （池宽<7m)
（d)投料连续，平坦均匀。
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1 玻璃熔制部分 1.1 投料部分（投料机、投料池、前脸墙）
发展趋势
4
(e)倾斜式投料机
布置：正面加料 特点：连续薄层加料，减少粉尘飞扬，实现液面自
动控制。
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1 玻璃熔制部分
1.1 投料部分（投料机、投料池、前脸墙）
作用：在水管附近形成不动层，对玻璃液 的流动起阻碍作用。
结构：矩形，大约0.3m浸入玻璃液内部。
纵剖图
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1 玻璃熔制部分 • 窑坎：在卡脖处池底的某个部位一道矮墙
作用：延长玻璃液在熔化部的停留时间， 减少冷却部向熔化部的玻璃液回流量
纵剖图
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3.0 前言
3.0.1 平板玻璃生产情况
3.0.2 玻璃概念及生产工艺过程
3.0.3 玻璃熔窑（窑炉）的分类
3.0.1平板玻璃生产情况
1.1平板玻璃的发展进程
1.2浮法生产技术方面
1.3浮法玻璃发展新品种方面
1.1平板玻璃的发展进程 • 浮法玻璃生产技术是目前平板玻璃生
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马蹄焰玻璃池窑（日用玻璃）
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3.0.3玻璃熔窑（窑炉）的分类
池窑（连续式窑炉） 池窑分类见表 坩埚窑（间歇式窑炉） 2.1
池窑按产品
平板玻璃池窑（浮法玻 璃池窑）
日用玻璃池窑（马蹄焰 玻璃池窑）
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1 玻璃熔制部分
池壁砖排列
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1 玻璃熔制部分
池底砖排列
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1 玻璃熔制部分 （2）耳池（掏渣池）
概念：在池窑外与其相通的凸出的小池（方形） 如图2.14
作用：加强玻璃液横向对流，改善玻璃液的质量。
A
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A
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A－A
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3.1 浮法玻璃池窑和锡槽
浮法玻璃池窑结构
掌握
玻璃熔制部分
热源供给部分
组成
四大组成
余热回收部分
排烟供气部分
结构、布置、特点、应用
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3.1 浮法玻璃池窑和锡槽
1、玻璃熔制部分（掌握）
3.3浮法玻璃发展新品种方面 • 利用太阳能发电的平板玻璃 • 电致变色玻璃 • 光致变色玻璃 • SUNERGY硬镀膜多功能玻璃 • 自洁净玻璃 • 信息产业玻璃
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• 计算机硬盘用玻璃基板 • 折光玻璃 • 防净电和抗电磁波干扰玻璃 • 天线玻璃 • 蓄光玻璃 • 防盗玻璃
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3.1 浮法玻璃池窑和锡槽 内容
1 玻璃熔制部分 2 热源供给部分 3 余热回收部分 4 排烟供气部分 5 锡槽
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3.1 浮法玻璃池窑和锡槽
浮法平板玻璃生产工艺过程：
1 玻璃熔制部分
（2）气体空间分隔装置
作用：减少冷却部向熔化部的玻
璃液回流量以及熔化部高温火焰 对冷却部的影响。
类型
完全分隔 部分分隔
平板窑常用
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1 玻璃熔制部分
矮碹 a图 矮碹开度
部分分隔 图2.18
吊矮碹 b图 U型吊墙 c图 双J吊墙 d图
纵剖图
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原料经过一系列的物理化学变化变为产品。
对于一稳定系统， n 热量输入＝ n 热量输出
i=1
i=1
热平衡方程，简称热平衡
★对设计窑炉来说：能耗
目的 ★对运转窑炉来说：测量数据的可靠性
★对管理者来说：优化操作
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热工设备
4、筑炉材料 筑炉材料：修建窑炉所用的材料。