最新玻璃熔窑鼓泡技术_低频鼓泡和精密控制低频鼓泡

最新玻璃熔窑鼓泡技术

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———低频鼓泡和精密控制低频鼓泡

梅德馨

(北京玻璃集团公司,北京　100022)

摘要:介绍了鼓泡技术强化玻璃熔制的作用和机理,连续式鼓泡、脉冲式鼓泡和低频鼓泡技术的特点,指出了玻璃熔窑选用鼓泡技术应注意的几个问题,分析了选用强化熔制技术的经济性。关键词:玻璃熔窑;强化熔制;鼓泡

中图分类号:T Q171.6+

22 文献标识码:B 文章编号:1000-2871(2008)03-0039-06

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玻璃熔窑鼓泡技术是上世纪50年代出现的一种强制熔化的新技术。经过半个多世纪的发展和不断完善,已经成为现代化玻璃熔窑不可缺少的强制熔化的技术措施之—。目前,国外现代化先进玻璃熔窑所选用的鼓泡技术是精密控制低频鼓泡。

我国是在上世纪70年代中期开始将鼓泡技术应用在棕色、绿色的瓶罐玻璃熔窑。三十多年来我国的鼓泡技术经过几代人的研究和改进,经历了连续式鼓泡、脉冲式鼓泡和最近几年研发成功并应用于玻璃熔窑上的低频鼓泡等过程,鼓泡技术已相当成熟和完善。低频鼓泡技术完全满足玻璃工艺要求,加速玻璃熔化过程和提高玻璃液质量,同时具有调节和控制精密高、方便灵活,运转安全、寿命长等特性。

1　鼓泡技术强制熔化的作用和机理

1.1　鼓泡技术在玻璃熔化过程中的作用

(1)改善玻璃液均匀性,提高产品质量。有鼓泡熔窑生产的玻璃瓶罐比无鼓泡熔窑生产的玻璃瓶罐环

切均匀度提高1～2个等级,一般进入B 级;玻璃密度差值缩小,一般不超过5×10

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g/c m 3

;玻璃中的气泡和

结石明显减少,最好的结果为制品无可见气泡。

(2)提高玻璃熔窑的熔化率,增大出料量。采用鼓泡熔窑的熔化率可提高5%～12%。(3)降低燃料消耗,实现节能减排。采用鼓泡的熔窑热单耗可降5%～10%。

(4)降低配合料成本。采用鼓泡技术能增加玻璃液的氧化性和气体量,可减少配合料中脱色剂和澄清

剂。在瓶罐玻璃中用价格低廉的芒硝做澄清剂,实现还原性硫澄清技术,不仅降低成本,且保证玻璃液的澄清质量。

第36卷第3期2008年6月玻璃与搪瓷G LASS &E NAMEL Vol .36No .3Jun .2008

3收稿日期:2007-10-25

采用鼓泡技术能提高碎玻璃使用比例,为大量使用社会碎玻璃,生产高质量的玻璃瓶罐提供了保证。(5)缩短熔窑换料时间。采用鼓泡技术,能很快得到所需的合格玻璃液,保证玻璃的颜色和成分均匀。1.2　鼓泡技术强制熔化作用的机理

(1)玻璃熔窑工作原理。在玻璃熔窑内,火焰的热量传给配合料和玻璃液;玻璃液在熔化池内的流动是熔窑工作的基本原理。所有强制熔化的技术措施和提高玻璃液质量的技术措施都要具有使配合料和玻璃液获得最大的热量,最大程度地提高玻璃液温度,强化玻璃液的流动,使玻璃液热对流得到加强,变得激烈且有序和稳定合理的作用。

(2)鼓泡技术强制熔化的机理。鼓泡技术是从热点附近池底鼓入气体形成气泡,随着气泡的上升,周围的玻璃液向上流动形成机械循环流,当机械循环流与熔化池热点的热泉相重合时,使玻璃液的热对流得到加强,变得更为激烈。当鼓泡作业指标合理、运行正常时所形成的激烈的、稳定的热对流增加了表面玻璃液吸热能力,促进玻璃液内传热,提高玻璃液的温度;同时也保证了玻璃熔化各阶段在各自的区域内顺利完成,改善玻璃液的质量。

(3)鼓泡通常与窑坎共用。窑坎有阻挡已澄清、均化并在工作池冷却了的玻璃液回流到熔化池的作用。突出熔化池澄清区域的高温状态。1.3　玻璃熔化工艺对鼓泡的要求

根据多年来从事玻璃熔化工艺技术的认识和鼓泡技术工作的经验,认为鼓泡应具有以下特性和状态。(1)鼓泡技术中气泡的产生应是一个大气泡从池底上升到达玻璃液面后胀破,而不是由大量一连串的小气泡借助玻璃液的粘度及表面张力聚合而成。因为小气泡是在上升过程不断的聚合,所以会有一小部分在复杂的玻璃液流中飘离了上升环流而进入生产流,不能排出,形成制品中的气泡缺陷。为减少和消除制品中的气泡缺陷,一定要防止连续的小气泡进入玻璃液。

(2)鼓泡技术是使熔化池内玻璃液的热对流得到强化,使之更为激烈,而不是使原来热对流的流动发生紊乱,受到破坏。选择鼓泡点时应与熔窑热点即玻璃液热对流的热泉区相吻合。这样就只是对玻璃液热对流加强,而不会改变原来的热对流的流动。

热泉区附近的鼓泡保证了玻璃液澄清质量,同时也起到了挡料作用,使泡界线稳定和明显。被强化了的玻璃液流动使玻璃液面吸收热量加大,且玻璃液内的传热增强。玻璃液温度提高,实现增产节能的效果。

(3)鼓泡的频率应单独调节,不受玻璃液粘度影响,泡频和泡径是决定鼓泡作用强弱的主要因素。泡频和泡径是随着玻璃液的粘度变化的。当炉温降低时玻璃液粘度增大,此时泡频减慢,泡径缩小;但熔化工艺希望得到较快的泡频和较大的泡径以平衡炉温降低的影响。所以鼓泡的泡频和泡径应是根据熔化工艺来调节,调节范围要宽、准确度要高并具有较强的灵敏性。

正常运行熔窑的鼓泡泡频是稳定的,且以较低的泡频和较大的泡径运行,能取得最佳的鼓泡效果。(4)鼓泡系统耐用性好,特别是鼓泡器(即鼓泡管)的寿命应与炉龄相同。鼓泡最易发生的故障就是鼓泡管堵塞。产生堵塞的原因一是高温玻璃液进入鼓泡管的喷孔内,当因某种原因而停气时极易发生玻璃液堵塞故障;二是鼓入的气体不洁净,在鼓泡管内发生结垢堵塞。结垢堵塞是气体处理问题,目前配置的国产净化设备已能得到很洁净的气体。对于玻璃液堵塞,多年来提出了种种排堵措施,但均效果甚微。所以发生鼓泡管玻璃液堵塞后只能采取热换管措施。

为了达到鼓泡技术的最佳效果,采用防堵鼓泡器,即使鼓泡系统气源中断的情况下有防堵自保护,不会发生玻璃液堵塞的故障。

(5)鼓泡控制应采用现代化微电子自动控制,消除电气零部件组合非匹配问题,使系统运行寿命得到完全保障。具有配置高、功能全、调控灵活、控制准确、精度高、监控直观的特点,并可提供多种运行模式选择。

(6)鼓泡应与窑坎配合使用。

2　我国玻璃熔窑鼓泡的三种形式

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04・ 玻璃与搪瓷 2008年