马蹄焰玻璃窑炉内火焰长度的控制

马蹄焰玻璃窑炉内火焰长度的控制

朱柏杨

马蹄焰玻璃窑炉对熔化池内火焰的长度是有要求的，因为出喷火口火焰的长度对熔化池大璇内的火焰空间温度、玻璃液面温度和大璇内表面温度以及熔化池内玻璃液的液流方向都会产生不同程度的影响。因此，合理地组织煤气在喷火口及大璇内燃烧是稳定玻璃窑炉各项工艺参数，熔化好配合料，达到节能降耗的目的的一项重要举措。

出喷火口的火焰有长度、亮度、刚度和角度等四个特征，这四个特征相互联系，对火焰在整个大璇内的热交换过程有极大的影响。而火焰长度表现为燃料燃烧时间的长短和燃烧完全的程度，煤气完全燃烧后的烟气中的CO含量一般在2.5%~4%范围内。

一、对马蹄焰熔化池内最佳火焰长度的要求：

马蹄焰熔化池内对火焰长度最佳要求是第一要考虑向整个熔化池玻璃液面传递最大热量和有效利用燃料热量，第二是要满足沿着熔化池长度方向玻璃熔化过程中产量与质量的要求。大璇内表面的温度和火焰空间的温度以及熔化池玻璃液面上的温度分布密切相关，熔化池热点温度要求符合以下两个条件：

1、热点温度要满足大炉达到规定产量和玻璃配合料熔制工艺要求。

2、热点温度要满足大璇空间耐火材料在使用寿命周期内的运行要求。

由于马蹄焰窑炉的火焰在大璇空间内最容易出现局部过热部位，因此，马蹄焰熔化池火焰的长度是否合理是保证熔化池玻璃配合料按照工艺要求进行熔化、澄清、均化等过程进行的关键。

二、煤气与空气混合燃烧出预燃室至喷火口火焰的控制

3、出小炉喷火口火焰的控制对热点、泡界线位置的影响：

3.1、出小炉火焰的长短、高低、刚度、亮度变化：熔化部火焰末端1.2~1.8m范围内的温度是最高的，让火焰亮度末端尽量靠近配合料堆，尽量控制在加料与熔化部区域熔化大部分，而熔化部热点的位置不超过其长度的2/3，泡界线在熔化部的1/2~2/3范围内。

3.2、热点位置如控制得好，可以加大熔化池内玻璃液的两个内循环的强度，出加料池的配合料向喷火口方向的移动度加大，泡界线位置较明显，加热料层熔化加快，这样火焰的相对热量利用率提高、吨玻璃单耗减少。

3.3、保温瓶玻璃窑炉设置了鼓泡装置在热点位置，因此要求火焰热点的位置控制在鼓泡区域的1.2~1.8m范围内，火焰热点一般在出喷火口火焰亮度的前端1.2~2m范围内，火焰热点范围是难以看到明显的火焰飘逸现象的。

火焰热点、泡界线位置只要控制得好，热点区间拉长，难熔的石英砂、氧化铝等在长时间的足够高的温度下由于颗粒间摩擦运动并接受周围低熔物的助熔，生产的制品就不易产生结石、气泡、条纹等缺陷；如果控制得不好，热点区间短或不明显，玻璃产生各种缺陷（结石、气泡、条纹、不均匀造

成的微裂纹等）的可能性就大。

三、窑炉熔化温度及热点温度、泡界线位置的测量：

马蹄焰窑炉为监控熔化池温度在窑炉的不同部位设不同的测温装置，通过显示和操作实现控制。

1、熔化部在加料口对面侧墙观察孔设置辐射温度计，测量火焰的温度，此温度测量值因受火焰直接影响有不稳定现象，但应大致稳定在一定的范围内，这一温度值表明火焰的燃烧状态，并影响配合料的熔化效果。

2、熔化部在两侧中后观察孔各安装了辐射高温计，测量窑炉中部底层空间的温度，这一温度值应相对稳定，熔化池的控制温度可以此作为参考，这一温度高低和变化直接影响玻璃液的澄清和均化过程。中部热点温度的控制对玻璃的均化和产品的质量具有实际意义，同时影响到工作池的玻璃液温度。

3、器皿厂大璇在窑顶中部的1/2和2∕3碹顶的中央预留了安装热电偶测量装置，可以测量窑内空间上部温度，以此作为全窑温度的测量点，此温度因受火焰干扰小，温度较为稳定。实际的结果显示温度值略低于玻璃液面实际温度；另外，这一温度也反映碹顶硅砖的工作温度，大碹的安全情况以此温度实施检测控制；在实际操作中，调整火焰和设定温度是不允许超出1680℃以免对大碹造成危险的损害。

3 、热点、泡界线位置的检测：

3.1、从熔化池的侧胸墙两侧观察孔，经人工肉眼观察内部火焰端点位置，对面熔化池壁挂角转的亮度与清晰度，大璇顶部硅砖的亮度与砖缝的清晰度，泡界线的位置等等。

3.2、用手持式辐射温度计人工对各观察孔进行检测，再与现有的辐射温度计或大璇顶部热电偶所检测数据对比进行判断调整火焰热点和泡界线位置，肉眼观察泡界线位置以不超过熔化池全长的2/3为准。

3.3、还应注意的是提高熔制温度强化了热点，同时热点的界限不太明显。若燃烧火焰发飘会影响辐射温度计的测量，窑炉控制温度会虚假偏高不稳定，这对窑炉的整个工况不利，应及时调整窑炉的火焰状态使之符合要求。

3.4、马蹄焰一对小炉限制了炉宽，也就限制了炉的规模；燃料燃烧有时喷出的火焰对配合料料堆有推料作用，不利于配合料的熔化澄清。

四、玻璃窑炉熔化部热点温度的设定：

1、合理的玻璃熔制制度是正常生产的保证:

1.1、温度制度：一般是指延窑长方向的温度分布，目前，测温点并不完全一致，一般选择容易测量的位置，窑内温度决定于很多可变因素，必须调节影响窑内温度的各个因素，使温度相对稳定，马蹄焰池窑，最重要的是定热点的温度高低和位置。

1.2、提高检测胸墙挂钩砖温度来确定，马蹄焰和纵焰池窑的热点值取决于熔化玻璃的品种、燃

料和耐材质量；热点位置选在熔化部的1/2~2/3处，依靠助燃空气与燃料消耗比例来调节。

2、玻璃窑炉定工艺温度实际确定：通过调整小炉燃烧火焰达到理想状态，观察加料池配合料的预熔化状况，配合料料带应在熔化部纵向1∕2左右处全部熔化。1000℃以上的火焰空间以辐射传热为主，以对流传热为辅，窑炉传热要重点考虑到这个因素。

3、通过熔化池胸墙两侧测温孔用辐射温度计实测窑内热点温度，在保温瓶玻璃窑炉中，控制热点的最高温度不超过1650℃左右，器皿玻璃窑炉热点温度不高于1620℃为合适。在以上调整过程稳定后，观察大碹顶热电偶的硅砖热点显示温度，并确定作为设定温度参考，保持大璇硅砖的最高使用温度小于1580℃。

2.3、配方的合理调整对热点、泡界线位置的影响：

2.3.1、对配方调整，控制料层粘度；通过增加配合料中的助熔剂来降低熔化温度，达到相对低温熔化的目的。但这样会使玻璃的一系列物理化学性能变差，如强度、硬度和热稳定性降低。我们有时还照着传统的配方生搬硬套，以为化不好料就应增加助熔剂、澄清剂。不是所有的钠钙玻璃使用澄清剂、助熔剂的比例都是一成不变的。使用澄清剂、助熔剂的量，应根据玻璃组成中SiO2和Al2O3的百分含量来定。

总之，使用燃气的马蹄焰玻璃窑炉的各项工艺操作参数是在不断观察总结，不断提高操作水平过程中掌握的。理论指导实践，实践完善理论，正确的司炉操作，合理的参数确定，使玻璃产品质量的提高，同时降低燃料的消耗，确保窑炉安全运行并达到设计的炉龄，达到节能降耗、环保的目的，创造很好的经济效益始终是我们努力的目标。

混合煤气玻璃窑炉正常生产，对燃烧火焰控制而言，首先取决于正确合理的小炉结构设计，根据火焰喷出的速度及小炉热负荷来确定喷火口的面积，根据火焰的覆盖面积厚度求确定喷火口宽高比；根据空气和燃气的流速量确定水平通道的结构尺寸。其次合理的喷枪结构设计安装状态，一次风、二次风助燃空气流量调节合理，窑内压力控制正确。这样的司炉操作才能使玻璃熔制处于最佳状态，并得到充分的澄清和均化，获得高质量的玻璃产品，同时合理的窑压与熔化温度，使窑压节能并减轻对耐火材料的侵蚀，增大窑炉使用周期寿命，

一般玻璃液熔制大部分在氧化气氛中进行，如保温瓶玻璃配合料要求在弱氧化气氛中熔制，并且火焰热点要求控制在熔化部，澄清部窑压要求比熔化部小。器皿玻璃配合料熔化时，要求保持弱还原气氛下或中性气氛中进行，目的是减少脱色剂硒粉、钴粉、还原剂芒硝的氧化挥发，要求出喷火口火焰下半部是呈还原气氛，紧贴玻璃配合料，在熔化部配合料堆和熔化部的泡沫区域要看到浑浊的黄亮色火焰，在澄清部位火焰要求呈氧化气氛，看不到火焰飘逸现象，熔制气氛的波动，打乱了熔窑内原有的氧化还原平衡，容易在玻璃液中产生微气泡。这就要求我们生产中，在原来遵循“四大稳”、“四小稳”的基础上，还要注意氧化还原气氛的稳定。

总之，窑炉气氛对玻璃配合料的熔制是具有很大的影响的，在窑炉的工艺操作过程中，应加强对