玻璃熔窑鼓泡是玻璃熔化过程中一种强制性的助熔措施,由于鼓泡技术比较经济、安全和易于操作而被广泛地应用于各种玻璃熔窑。1、鼓泡的作用(1)整体上改善并强化了池窑玻璃液的对流循环体系(大环流),促进了玻璃熔制所必需的热能传递、交换与吸收,加速了玻璃熔化,提高了火焰空间辐射热能的利用率。(2)在鼓泡区局部形成气动搅拌,产生强制玻璃液上中下各层间混合的局部环形对流,使玻璃形成各组分之间的反应、扩散、融合更趋充分,速度加快。(3)玻璃液大环流的强化与局部环流的建立,缩小了液面层与底层玻璃液之间的温度差(降低了温度梯度),提高了整体玻璃液的温度,使澄清区玻璃液黏度显著降低、供料道玻璃液温度大幅度提高。(4)每组鼓泡呈“一”字形横向排列,在玻璃液横断面形成一道气幕屏障,有效阻挡了配合料堆的分散前移(防止跑料),玻璃液质量更趋稳定。(5)鼓入压缩空气,使玻璃液局部氧化性增强。2、鼓泡技术工艺鼓泡不是玻璃熔制所需的热源,而是有效辅助玻璃高温熔制的一种强化手段,它与窑炉结构、温度制度、火焰状况、配方特性、加料状况、质量要求、操作水平等共同构成了池窑熔化工艺的整体,换言之,它是池窑熔化工艺不可分割的一部分。因此鼓泡的运行和调整必须与其它工艺条件有机结合。生产中发现一个产品出现质量问题,往往是各工艺条件共同作用的结果,单独依靠鼓泡解决不了问题。2.1鼓泡与熔化工艺在此特别提醒注意,玻璃窑炉即便是其它条件相同,有鼓泡的池窑与无鼓泡的池窑在熔化工艺制度上存在着较大区别。熔化温度:在增大出料量或解决熔化质量问题当中,没有鼓泡的池窑往往靠提高熔化温度就可以做到,有鼓泡的池窑则强调炉温、火焰与鼓泡的配合。一般说熔化温度制度应以将玻璃液热点区控制在鼓泡与窑坎之间为最佳,鼓泡以左右均匀平衡,各支鼓泡点作用区在玻璃液面接近相切为最佳状态。火焰:马蹄焰火焰长度需越过鼓泡达到窑坎位置,火焰气氛以偏氧化焰较理想,这样有利于消除或减弱鼓泡区周围泡沫层。加料:采用鼓泡时不再刻意强调薄层加料,但料堆横向分布均匀至关重要,否则在鼓泡的作用下容易造成玻璃液横向温度波动、玻璃液流紊乱。料堆(小料包)可趋近鼓泡,但不允许有大料堆越过鼓泡,否则在鼓泡的推力作用下,料堆前移更远。配方应根据玻璃料的组成和熔制特性进行调整,氧化性配合料与鼓泡气的氧化作用一致,一般不需调整。其它非氧化性配合料则需要微量调整还原剂比例,以平衡鼓泡的氧化气氛。2.2鼓泡的工艺调整鼓泡的调整是通过调节泡频和泡径来实现的,通常情况下泡径一次性调整到位即可,只有在玻璃液实际温度大幅波动的情况下才会出现明显偏差,调整为各鼓泡点作用区相切的状态为最佳。而泡频则是根据出料量、池底温度的变化来调整,出料量增大、池底温度降低泡频提高,出料量减小、池底温度增加则泡频降低。在正常生产情况下,泡频可以进行微调,通常一次调整0.5次/min,至多可以调整1次/min(微调目的是确保玻璃液温度恒定,玻璃液流平稳,生产稳定)。2.3鼓泡(以单排均化鼓泡为例)与窑炉工艺设计鼓泡的设计与排布需要考虑3个方面的问题:(1)窑型结构、火焰长度、池深、有无窑坎、池窑运行周期;(2)玻璃配合料熔制特性,如熔化速度、高温黏度、碎玻璃比例等;(3)设计熔化率、设置鼓泡工艺目的(偏重提高产量或质量)。一般情况下,鼓泡点间距为mm左右,两端鼓泡点与池壁侧墙间距为mm左右;一组鼓泡呈“一”字形横向排列,鼓泡口突出鼓泡砖上沿约mm。马蹄焰池窑的鼓泡位置一般为窑长的55%~70%处(距窑坎近边0mm以上)。2.4鼓泡安全运行的两方面(1)鼓泡系统的安全运行是由鼓泡设备和材料性能以及正常的供气、供电和操作维护所决定的,特别是鼓泡设备的性能、可靠程度,既决定了鼓泡运行精度,又直接影响了系统使用寿命。(2)鼓泡区及炉底的侵蚀冲刷是不可避免的,它是由液流循环加剧和深层玻璃液温度提高所造成的,使用池底鼓泡时,除通过鼓泡冷却风强制冷却外,还必须合理调整鼓泡避免剧烈运行,在满足熔化工艺前提下尽量弱化。3、鼓泡综合作用工艺效果某公司80m2窑炉泡径一定时不同料色不同泡频鼓泡应用前后技术经济指标对比如表1所示。表1(1)有效地提高了玻璃液的温度和理化均匀性,瓶罐玻璃的环切提高一个等级,密度差值缩小可达△d≤5×10-4,成品率显著提高。(2)原料结石率大幅降低。(3)支持提高碎玻璃比例,碎玻璃由原来的50%提高至80%时,各种理化性能指标未见明显降低,支持缩短换料时间,一般可缩短近1/3。(4)玻璃液澄清质量进一步提高,外观可见气泡基本完全消除,很难产生二次气泡。(5)池窑熔化能力提高、产量增加,池窑熔化率可增加15%以上。(6)火焰空间热能利用率提高,有效提高了玻璃液温度,特别是池底玻璃液温度可提高℃左右,出料量不变时,熔化温度可降低20~30℃,熔化温度不变时,出料量明显增加。(7)供料道玻璃液温度大幅度提高后,明显减少供料道能耗。(8)压缩空气对玻璃液的氧化作用,生产棕色料时吨玻璃碳粉的消耗量需要增加。4、结语鼓泡技术是强化玻璃熔融过程和稳定熔制工艺的十分有效措施,必须结合窑炉具体情况合理设置、合理使用才能发挥其最佳效果,达到改善熔化、澄清效果,提高产品质量产量,降低熔化温度,节省能源消耗,延长窑炉使用寿命。
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