玻璃热工设备
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投料部分 熔化部 组成 分隔设备 冷却部 成型部（锡槽） 成型部（锡槽）
玻璃工业热工设备
西南科技大学材料学院
窑柱
玻璃熔 制部分
玻璃工业热工设备
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熔化部
分隔装置
投料 部分
冷却部 窑柱
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问题 物料如何加入窑内？ 物料如何加入窑内？入窑后 的物料在熔制过程中， 的物料在熔制过程中，和其相对 应的窑结构有哪些？ 应的窑结构有哪些？ 有几种形式的加料方式？ 有几种形式的加料方式？ 加料设备和池窑之间有几种 连接形式？ 连接形式？
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பைடு நூலகம்
教学方法和应用
★ 课堂教学为主：着重于基本概念、基 课堂教学为主：着重于基本概念、 本结构、工作原理的讲授， 本结构、工作原理的讲授，同时要求同 学查阅在量的资料进行课堂讲解。 学查阅在量的资料进行课堂讲解。
★ 正确设计窑炉；合理操作窑炉；科学 正确设计窑炉；合理操作窑炉； 改进窑炉。
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2.玻璃概念及生产工艺过程： 2.玻璃概念及生产工艺过程： 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 玻璃： 晶态无金属材料。 晶态无金属材料。 • 生产工艺过程： 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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0
几个基本概念
1、
绪论
材料
有机材料
金属材料
无机非金属材料 （硅酸盐材料） 硅酸盐材料） 产品 特点 要经过高温制备而成。 要经过高温制备而成。图0.1
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热工设备： 热工设备 产生热量、利用热量的设备。 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。 代表有窑炉。还有其它设备。 窑炉：指某一结构空间， 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， 加热的方法，按照工艺要求的烧成制度，使 原料经过一系列的物理化学变化变为产品。 原料经过一系列的物理化学变化变为产品。
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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、 薄型防弹、防盗玻璃加工及应用
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作业题
上网查阅目前国内平板玻璃生 2000字以上的 产情况，写一篇2000 产情况，写一篇2000字以上的 短文 注：下次下课后交
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• 1953年以后开始研究浮法技术，57年取 1953年以后开始研究浮法技术，57年取 年以后开始研究浮法技术 得成功，耗时7 耗资400万英镑。 400万英镑 得成功，耗时7年，耗资400万英镑。 • 我国从65年开始在洛阳玻璃厂研制浮法 我国从65 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 年成功， 年投入工业生产， 工艺，71年成功，78年投入工业生产，称为 洛阳浮法” “洛阳浮法”。 • 到目前为止，我国有300多家平板玻璃生产 到目前为止，我国有300 300多家平板玻璃生产 厂家，其中2005 2006年二年间 新投产了47 2005－ 年二年间， 厂家，其中2005－2006年二年间，新投产了47 条浮法平板玻璃生产线， 条浮法平板玻璃生产线，使玻璃产量增加了 12606万重量箱 万重量箱。 4000多家玻璃深加工企业 多家玻璃深加工企业。 12606万重量箱。有4000多家玻璃深加工企业。
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马蹄焰玻璃池窑（日用玻璃） 马蹄焰玻璃池窑（日用玻璃）
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3.玻璃熔窑（窑炉）的分类： 3.玻璃熔窑（窑炉）的分类： 玻璃熔窑 池窑（连续式窑炉） 池窑（连续式窑炉） 坩埚窑（间歇式窑炉） 坩埚窑（间歇式窑炉） 池窑分类见表 2.1
✪
液体燃料的燃料器及其在窑上的应用； 燃料器及其在窑上的应用 ❀ 液体燃料的燃料器及其在窑上的应用；
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1.0 前言
平板玻璃的发展进程： 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 产技术最大规模的机械化、自动化方法。 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。 最早出现在公元前650年以前。 650年以前 • 平板玻璃规模化生产是18世纪出现。 平板玻璃规模化生产是18世纪出现。 18世纪出现 • 20世纪初涌现了各种生产方法，垂直 20世纪初涌现了各种生产方法 世纪初涌现了各种生产方法， 引上法，平拉法，无槽垂直引上法。 引上法，平拉法，无槽垂直引上法。
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玻璃工业热工设备
• 浮法玻璃退火窑辊道技术：在退火窑热端 浮法玻璃退火窑辊道技术： 解决“辊印”问题， 解决“辊印”问题，冷端解决金属辊硫化物 和锡等附着物。 和锡等附着物。 • 一窑多线：一窑生产两种以上的品种， 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。 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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1 玻璃池窑及其有关的热工设备
内容提要 浮法玻璃池窑的结构、结构设计、 玻璃池窑的结构 ❀ 浮法玻璃池窑的结构、结构设计、工作原 理及作业制度； 理及作业制度； 锡槽的结构及其结构的设计 的结构及其结构的设计； ❀ 锡槽的结构及其结构的设计； 退火窑的工作原理、结构及其结构设计； 退火窑的工作原理、结构及其结构设计； 的工作原理 日用玻璃池窑的结构及其结构设计； 日用玻璃池窑的结构及其结构设计；
课程目标
新技术
先进结 构
课程目标
优质材 料
自动控制
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本课程的任务
掌握浮法玻璃池窑和锡槽的结构及其设计、 掌握浮法玻璃池窑和锡槽的结构及其设计、池 窑的作业原理、退火窑结构、 窑的作业原理、退火窑结构、液体燃料燃烧器 在玻璃池窑上的应用； 在玻璃池窑上的应用； 熟悉无机非金属材料热工设备的最新进展； 熟悉无机非金属材料热工设备的最新进展；
西南科技大学
玻璃工业热工设备
Thermal Equipment in Ceramics
主讲 陈雅兰
Email: Chen_ya_lan@163.com
玻璃工业热工设备
材料类专业课程
西南科技大学材料学院
课程内容
设 备 结 构
玻璃热 工设备
工 作 原 理
结 构 设 计
玻璃工业热工设备
作业 制度
西南科技大学材料学院
池窑按产品
平板玻璃池窑（ 平板玻璃池窑（浮法玻 璃池窑） 璃池窑） 日用玻璃池窑（ 日用玻璃池窑（马蹄焰 玻璃池窑） 玻璃池窑）
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1.1 浮法玻璃池窑和锡槽
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• 玻璃与玻璃加工主要由5家公司垄断， 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， 70%以上 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%）， ），英国皮尔金顿 旭硝子（21%），英国皮尔金顿（12%）， 美国PPG(11%),法国圣戈（11%）， PPG(11%),法国圣戈 ），美国加 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 ）。最大的是旭硝子公司有37条 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 03年 浮法线，，资产157.8亿美元， ，，资产157.8亿美元 销售额67亿美元。 67亿美元 销售额67亿美元。 • 浮法玻璃品种0.5－25mm各种厚度，玻璃 浮法玻璃品种0.5 25mm各种厚度 0.5－ 各种厚度， 熔窑拉引规模在150 1000t/d。 150－ 熔窑拉引规模在150－1000t/d。
对于一稳定系统， 对于一稳定系统，∑ 热量输入＝∑ 热量输出
i=1 i=1 n n
目的
热平衡方程， 热平衡方程，简称热平衡 对设计窑炉来说： ★对设计窑炉来说：能耗 对运转窑炉来说： ★对运转窑炉来说：测量数据的可靠性 对管理者来说： ★对管理者来说：优化操作
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筑炉材料、 4、筑炉材料、窑炉砌筑和窑炉烘烤简介 筑炉材料：修建窑炉所用的材料。 筑炉材料：修建窑炉所用的材料。 耐火材料（各种形状的耐火材料） 耐火材料（各种形状的耐火材料） 筑炉材料 保温材料（K<0.022kj/m.℃) 保温材料（K<0.022kj/m.℃) 普通材料（红砖、金属钢材等） 普通材料（红砖、金属钢材等） 注意 膨胀缝 底脚砖 耐火泥 烘窑曲线
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正面加料
(b)垄式投料机 (b)垄式投料机
(c)振动式投料机 (c)振动式投料机
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1.1 投料部分
投料机、投料池、 （投料机、投料池、前脸墙） （1）投料机 • 作用：是运送玻璃配合料入 作用： 窑的一种机械设备。 窑的一种机械设备。 • 布置：池窑熔化部前上端， 布置：池窑熔化部前上端， 用钢结构固定和支承。 用钢结构固定和支承。
玻璃工业热工设备
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1
2
3
4
玻璃工业热工设备
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国 内 某 一 玻 璃 厂
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洛 阳 浮 法 玻 璃 厂
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江门玻璃厂
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浮法玻璃池窑（平板玻璃） 浮法玻璃池窑（平板玻璃）
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•
类型 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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• 投料机的布置： 投料机的布置： 侧面加料； 侧面加料； 加料 正面加料; 浮法窑用） 正面加料;（浮法窑用） 加料 特点： 特点：
（a)螺旋式投料机 a)螺旋式投料机
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玻璃工业热工设备考核方式 玻璃工业热工设备考核方式
期末闭卷考试； 期末闭卷考试；平时成绩要占一定的比例 平时成绩评定(由以下几部分组成) 平时成绩评定(由以下几部分组成) ¤ ¤ ¤ ¤ 课堂随机考勤 课堂讲解 课堂作业 课堂随机提问
说明：考勤5 说明：考勤5次末到者取消考试资格
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2、浮法生产技术方面： 浮法生产技术方面： • 超薄技术：英国皮尔金顿可生产0.4 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 的薄玻璃， ITO导电 －1.1mm的薄玻璃，可用于生产ITO导电 膜玻璃。 膜玻璃。 • 在线镀膜技术：先进国家在浮法线可 在线镀膜技术： 进行金属化合物热解镀膜、 进行金属化合物热解镀膜、化学气相沉 积镀膜技术， 积镀膜技术，产品有低辐射镀膜和阳光 控制低辐射玻璃， 控制低辐射玻璃，
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3、浮法玻璃发展新品种方面： 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 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
浮法平板玻璃生产工艺过程： 浮法平板玻璃生产工艺过程：
A
A
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A－A
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玻璃熔制部分 热源供给部分 组成 余热回收部分 排烟供气部分
结构、布置、特点、 结构、布置、特点、应用
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四大组成
1、玻璃熔制部分
玻璃工业热工设备
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窑柱
玻璃熔 制部分
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熔化部
分隔装置
投料 部分
冷却部 窑柱
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问题 物料如何加入窑内？ 物料如何加入窑内？入窑后 的物料在熔制过程中， 的物料在熔制过程中，和其相对 应的窑结构有哪些？ 应的窑结构有哪些？ 有几种形式的加料方式？ 有几种形式的加料方式？ 加料设备和池窑之间有几种 连接形式？ 连接形式？
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பைடு நூலகம்
教学方法和应用
★ 课堂教学为主：着重于基本概念、基 课堂教学为主：着重于基本概念、 本结构、工作原理的讲授， 本结构、工作原理的讲授，同时要求同 学查阅在量的资料进行课堂讲解。 学查阅在量的资料进行课堂讲解。
★ 正确设计窑炉；合理操作窑炉；科学 正确设计窑炉；合理操作窑炉； 改进窑炉。
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2.玻璃概念及生产工艺过程： 2.玻璃概念及生产工艺过程： 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 玻璃： 晶态无金属材料。 晶态无金属材料。 • 生产工艺过程： 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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0
几个基本概念
1、
绪论
材料
有机材料
金属材料
无机非金属材料 （硅酸盐材料） 硅酸盐材料） 产品 特点 要经过高温制备而成。 要经过高温制备而成。图0.1
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热工设备： 热工设备 产生热量、利用热量的设备。 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。 代表有窑炉。还有其它设备。 窑炉：指某一结构空间， 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， 加热的方法，按照工艺要求的烧成制度，使 原料经过一系列的物理化学变化变为产品。 原料经过一系列的物理化学变化变为产品。
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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、 薄型防弹、防盗玻璃加工及应用
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作业题
上网查阅目前国内平板玻璃生 2000字以上的 产情况，写一篇2000 产情况，写一篇2000字以上的 短文 注：下次下课后交
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• 1953年以后开始研究浮法技术，57年取 1953年以后开始研究浮法技术，57年取 年以后开始研究浮法技术 得成功，耗时7 耗资400万英镑。 400万英镑 得成功，耗时7年，耗资400万英镑。 • 我国从65年开始在洛阳玻璃厂研制浮法 我国从65 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 年成功， 年投入工业生产， 工艺，71年成功，78年投入工业生产，称为 洛阳浮法” “洛阳浮法”。 • 到目前为止，我国有300多家平板玻璃生产 到目前为止，我国有300 300多家平板玻璃生产 厂家，其中2005 2006年二年间 新投产了47 2005－ 年二年间， 厂家，其中2005－2006年二年间，新投产了47 条浮法平板玻璃生产线， 条浮法平板玻璃生产线，使玻璃产量增加了 12606万重量箱 万重量箱。 4000多家玻璃深加工企业 多家玻璃深加工企业。 12606万重量箱。有4000多家玻璃深加工企业。
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马蹄焰玻璃池窑（日用玻璃） 马蹄焰玻璃池窑（日用玻璃）
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3.玻璃熔窑（窑炉）的分类： 3.玻璃熔窑（窑炉）的分类： 玻璃熔窑 池窑（连续式窑炉） 池窑（连续式窑炉） 坩埚窑（间歇式窑炉） 坩埚窑（间歇式窑炉） 池窑分类见表 2.1
✪
液体燃料的燃料器及其在窑上的应用； 燃料器及其在窑上的应用 ❀ 液体燃料的燃料器及其在窑上的应用；
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1.0 前言
平板玻璃的发展进程： 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 产技术最大规模的机械化、自动化方法。 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。 最早出现在公元前650年以前。 650年以前 • 平板玻璃规模化生产是18世纪出现。 平板玻璃规模化生产是18世纪出现。 18世纪出现 • 20世纪初涌现了各种生产方法，垂直 20世纪初涌现了各种生产方法 世纪初涌现了各种生产方法， 引上法，平拉法，无槽垂直引上法。 引上法，平拉法，无槽垂直引上法。
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玻璃工业热工设备
• 浮法玻璃退火窑辊道技术：在退火窑热端 浮法玻璃退火窑辊道技术： 解决“辊印”问题， 解决“辊印”问题，冷端解决金属辊硫化物 和锡等附着物。 和锡等附着物。 • 一窑多线：一窑生产两种以上的品种， 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。 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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1 玻璃池窑及其有关的热工设备
内容提要 浮法玻璃池窑的结构、结构设计、 玻璃池窑的结构 ❀ 浮法玻璃池窑的结构、结构设计、工作原 理及作业制度； 理及作业制度； 锡槽的结构及其结构的设计 的结构及其结构的设计； ❀ 锡槽的结构及其结构的设计； 退火窑的工作原理、结构及其结构设计； 退火窑的工作原理、结构及其结构设计； 的工作原理 日用玻璃池窑的结构及其结构设计； 日用玻璃池窑的结构及其结构设计；
课程目标
新技术
先进结 构
课程目标
优质材 料
自动控制
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本课程的任务
掌握浮法玻璃池窑和锡槽的结构及其设计、 掌握浮法玻璃池窑和锡槽的结构及其设计、池 窑的作业原理、退火窑结构、 窑的作业原理、退火窑结构、液体燃料燃烧器 在玻璃池窑上的应用； 在玻璃池窑上的应用； 熟悉无机非金属材料热工设备的最新进展； 熟悉无机非金属材料热工设备的最新进展；
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课程内容
设 备 结 构
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工 作 原 理
结 构 设 计
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作业 制度
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池窑按产品
平板玻璃池窑（ 平板玻璃池窑（浮法玻 璃池窑） 璃池窑） 日用玻璃池窑（ 日用玻璃池窑（马蹄焰 玻璃池窑） 玻璃池窑）
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1.1 浮法玻璃池窑和锡槽
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• 玻璃与玻璃加工主要由5家公司垄断， 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， 70%以上 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%）， ），英国皮尔金顿 旭硝子（21%），英国皮尔金顿（12%）， 美国PPG(11%),法国圣戈（11%）， PPG(11%),法国圣戈 ），美国加 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 ）。最大的是旭硝子公司有37条 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 03年 浮法线，，资产157.8亿美元， ，，资产157.8亿美元 销售额67亿美元。 67亿美元 销售额67亿美元。 • 浮法玻璃品种0.5－25mm各种厚度，玻璃 浮法玻璃品种0.5 25mm各种厚度 0.5－ 各种厚度， 熔窑拉引规模在150 1000t/d。 150－ 熔窑拉引规模在150－1000t/d。
对于一稳定系统， 对于一稳定系统，∑ 热量输入＝∑ 热量输出
i=1 i=1 n n
目的
热平衡方程， 热平衡方程，简称热平衡 对设计窑炉来说： ★对设计窑炉来说：能耗 对运转窑炉来说： ★对运转窑炉来说：测量数据的可靠性 对管理者来说： ★对管理者来说：优化操作
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筑炉材料、 4、筑炉材料、窑炉砌筑和窑炉烘烤简介 筑炉材料：修建窑炉所用的材料。 筑炉材料：修建窑炉所用的材料。 耐火材料（各种形状的耐火材料） 耐火材料（各种形状的耐火材料） 筑炉材料 保温材料（K<0.022kj/m.℃) 保温材料（K<0.022kj/m.℃) 普通材料（红砖、金属钢材等） 普通材料（红砖、金属钢材等） 注意 膨胀缝 底脚砖 耐火泥 烘窑曲线
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正面加料
(b)垄式投料机 (b)垄式投料机
(c)振动式投料机 (c)振动式投料机
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1.1 投料部分
投料机、投料池、 （投料机、投料池、前脸墙） （1）投料机 • 作用：是运送玻璃配合料入 作用： 窑的一种机械设备。 窑的一种机械设备。 • 布置：池窑熔化部前上端， 布置：池窑熔化部前上端， 用钢结构固定和支承。 用钢结构固定和支承。
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国 内 某 一 玻 璃 厂
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洛 阳 浮 法 玻 璃 厂
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浮法玻璃池窑（平板玻璃） 浮法玻璃池窑（平板玻璃）
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•
类型 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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• 投料机的布置： 投料机的布置： 侧面加料； 侧面加料； 加料 正面加料; 浮法窑用） 正面加料;（浮法窑用） 加料 特点： 特点：
（a)螺旋式投料机 a)螺旋式投料机
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玻璃工业热工设备考核方式 玻璃工业热工设备考核方式
期末闭卷考试； 期末闭卷考试；平时成绩要占一定的比例 平时成绩评定(由以下几部分组成) 平时成绩评定(由以下几部分组成) ¤ ¤ ¤ ¤ 课堂随机考勤 课堂讲解 课堂作业 课堂随机提问
说明：考勤5 说明：考勤5次末到者取消考试资格
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2、浮法生产技术方面： 浮法生产技术方面： • 超薄技术：英国皮尔金顿可生产0.4 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 的薄玻璃， ITO导电 －1.1mm的薄玻璃，可用于生产ITO导电 膜玻璃。 膜玻璃。 • 在线镀膜技术：先进国家在浮法线可 在线镀膜技术： 进行金属化合物热解镀膜、 进行金属化合物热解镀膜、化学气相沉 积镀膜技术， 积镀膜技术，产品有低辐射镀膜和阳光 控制低辐射玻璃， 控制低辐射玻璃，
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3、浮法玻璃发展新品种方面： 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 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
浮法平板玻璃生产工艺过程： 浮法平板玻璃生产工艺过程：
A
A
玻璃工业热工设备
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A－A
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玻璃熔制部分 热源供给部分 组成 余热回收部分 排烟供气部分
结构、布置、特点、 结构、布置、特点、应用
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四大组成
1、玻璃熔制部分