浮法玻璃生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)方案

1 浮法玻璃生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)方案 第一章 配料系統(tǒng) 料制備 璃成分 玻璃的成分包括 2O。由于一些原料有其特殊之處，所以在各個(gè)工序中都要對(duì)其加以克服才能順利而又合理的制作出合乎要求的玻璃。由于 熔點(diǎn)過(guò)高，大約在 1710，所以就要加入適量的 2這兩種原料都相對(duì)比較貴，容易提高制作成本，就適量加一些 有其他的一些原料加入，都有其中的用意，每一種原料的加入都是有原因的。 璃原料 主要有 ：石英砂、石灰石、長(zhǎng)石、純堿、硼酸等。 圖 灰石 圖 英砂 圖 堿 輔助原料：著色劑 金屬氧化物。 助熔劑：螢石 澄清劑：碳。 料系統(tǒng)的總體方案及硬件實(shí)現(xiàn) 體方案 按照浮法玻璃生產(chǎn)線的工藝要求，配料現(xiàn)場(chǎng)需要石英砂、長(zhǎng)石、石灰石、白云石、純堿、芒硝、碳粉、鐵粉、碎玻璃等九種主要原材料的供應(yīng)倉(cāng)。本系統(tǒng)分上料系統(tǒng)和配 2 料系 統(tǒng)，上料系統(tǒng)主要負(fù)債各種原料的供應(yīng)，包括進(jìn)料倉(cāng)，上料斗提，料倉(cāng)，稱。配料系統(tǒng)包括集料皮帶，混合機(jī)，皮帶。這兩個(gè)系統(tǒng)各由一個(gè) 414 3 于配料現(xiàn)場(chǎng)工作時(shí)灰塵較大，并考慮到設(shè)備散熱以及原料設(shè)備分布廣泛等因素，將主要控制設(shè)備放在隔離的中央控制室內(nèi)（簡(jiǎn)稱中控室），各控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入本地控制單元，再通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線同中控室的控制設(shè)備通信。根據(jù)客戶需求以及控制需求，玻璃配料系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖 示。 圖 璃配料系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 務(wù)器 /客戶機(jī)： 務(wù)器和客戶機(jī)基于 ， 750E，內(nèi)存 512M，硬盤 80G。服務(wù)器安裝 000 戶機(jī)安裝 000 。另外，服務(wù)器和客戶機(jī)都安裝西門子 件。在標(biāo)準(zhǔn)和強(qiáng)大的據(jù)庫(kù)中，保存了所有組態(tài)的表格，同時(shí)所有的過(guò)程數(shù)據(jù)也是利用該數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行歸檔操作。 務(wù)器 /客戶機(jī)和工程師工作站通過(guò)以太網(wǎng)聯(lián)入中央交換機(jī)中，和 以太網(wǎng)模塊進(jìn) 行數(shù)據(jù)操作。 統(tǒng)：鑒于該控制系統(tǒng)的復(fù)雜型以及實(shí)時(shí)性的要求， 擇西門子 400 系統(tǒng)。上料和配料 配置一樣。其部分硬件組態(tài)如圖 示配料 上料 通過(guò)一塊以太網(wǎng)模塊 1 來(lái)連接到中央以太網(wǎng)交換機(jī)。 務(wù)器和客戶機(jī)通過(guò) P 協(xié)議包來(lái)讀寫 400 里面的變量和數(shù)據(jù)。 3 圖 系統(tǒng)硬件組態(tài)圖 稱重系統(tǒng)：稱重系統(tǒng)采用勞特普利森公司 (為 司的 950，該產(chǎn) 品為迎合工業(yè)配料與稱重領(lǐng)域分批配料過(guò)程的快速及精確要求而開發(fā)的。此系列的控制器具有獨(dú)立執(zhí)行配料及控制必要的所有功能。它們可以作為標(biāo)準(zhǔn)獨(dú)立控制器使用或作為集成系統(tǒng)的組件使用。對(duì)于每一個(gè)稱重系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，需要 板外，為了參數(shù)下載和故障診斷，配置一塊 口接口模塊板 232 A 1 和一塊 口接口模塊 485 A 1。為了控制倉(cāng)和稱，配置 2 塊 1920N 數(shù)字 I/O 單元。稱重系統(tǒng)通過(guò) 線連接到主 來(lái)傳輸配方數(shù)據(jù)，重量的設(shè)定值、實(shí)際值，水 份數(shù)據(jù)等等，配置一塊 A 1。 碎玻璃及硅砂堆場(chǎng)：考慮成本和熱端拉熔量的需要，在冷端玻璃后加工階段出現(xiàn)的邊角料以及破碎的玻璃，經(jīng)過(guò)破碎處理后，經(jīng)皮帶進(jìn)入碎玻璃倉(cāng)和備用倉(cāng)，經(jīng)過(guò)碎玻璃稱后，由皮帶傳送鋪放在混合料后進(jìn)入窯頭。碎玻璃系統(tǒng)有 6 條皮帶，為了檢修方便，每條皮帶都可以在本地啟停，或者由遠(yuǎn)程中控室的主 制。碎玻璃系統(tǒng)存在大量的玻璃灰，為了工人的健康和環(huán)境需要，還必須設(shè)置除塵系統(tǒng)。該系統(tǒng)選用西門子 315 來(lái)進(jìn)行控制，并通過(guò) 場(chǎng)總線和主 料區(qū)域的配料當(dāng)中70左右是硅砂，硅砂的用量大；硅砂中的水含量需要嚴(yán)格控制，外購(gòu)的硅砂需要風(fēng)干一段時(shí)間才可以進(jìn)入配料，所以設(shè)置單獨(dú)的硅砂堆場(chǎng)是必須的。硅砂系統(tǒng)由硅砂上料系統(tǒng)、斗提、布料小車、耙砂機(jī)、振動(dòng)篩以及傳輸皮帶組成，該控制系統(tǒng)也采用 315 來(lái)進(jìn)行本地控制，一個(gè) 通過(guò) 場(chǎng)總線連接中控室的主 外一個(gè) 本顯示器，用來(lái)顯示故障以及設(shè)置各傳輸皮帶的啟停延時(shí)時(shí)間等。 件設(shè)計(jì)方案 軟件系統(tǒng)主要涉及 態(tài)系統(tǒng)，配料 制系統(tǒng)， 上料 制系統(tǒng)，硅砂堆場(chǎng)控制系統(tǒng)，碎玻璃循環(huán)系統(tǒng)。如前所述，硅砂堆場(chǎng)和碎玻璃循環(huán)系統(tǒng)主要控制 4 運(yùn)輸皮帶，斗提，小車，耙砂機(jī)等數(shù)字邏輯信號(hào)。上料系統(tǒng)也主要是控制各皮帶和斗提以及保持倉(cāng)的料位，鑒于篇幅限制，不在此贅述。下面主要針對(duì) 料控制系統(tǒng)進(jìn)行分析。配料系統(tǒng)主要控制各種原料的稱 950 稱重系統(tǒng)，混合機(jī)系統(tǒng)。下面分別進(jìn)行論述。 的狀態(tài)流程 原料稱（如圖 按照 務(wù)器或者客戶機(jī)的用戶命令來(lái)進(jìn)行給料排料控制的。用戶需要設(shè)定每一個(gè)任務(wù)是由多少批混合料組成以及這些批次 的配方由那些原料組成。當(dāng)用戶設(shè)定這些主要參數(shù)后，配方中需要用到的稱就按照配方數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行工作。 圖 料秤 在一個(gè)任務(wù)啟動(dòng)后，激活的稱會(huì)檢查用戶配方，如果配方?jīng)]有問(wèn)題， 就進(jìn)行下一步的組件檢查。如果有問(wèn)題，則進(jìn)入掛起狀態(tài)，并報(bào)錯(cuò)提醒用戶處理。組件檢查主要是檢查下料門電磁閥、排料門電磁閥、粗給精給的電機(jī)等是否處于準(zhǔn)備工作狀態(tài)。如果沒(méi)有準(zhǔn)備好，則進(jìn)入維修狀態(tài)，并報(bào)警提醒用戶處理。如果組件處于準(zhǔn)備工作狀態(tài)，則根據(jù)控制命令，進(jìn)行進(jìn)給控制（包括粗給和精給）或者排料控制。 補(bǔ)償算法 稱在長(zhǎng)期運(yùn)行的情況下，實(shí)際值和給定值之間不可避免的存在偏差。 G 補(bǔ)償算法就是盡量的減少這種偏差。它的思想是當(dāng)偏差出現(xiàn)在當(dāng)前的這批料方，那么對(duì)下一次的目標(biāo)值進(jìn)行調(diào)整。補(bǔ)償目標(biāo)計(jì)算公式根 據(jù)稱量的計(jì)數(shù)值（ n）來(lái)確定： n=1 100 100)1(n1 100 100)(, （ 5 de , （ 但是， G C L im )1()( （ 其中： n 為稱量計(jì)數(shù)值； T 是定義在配方中的目標(biāo)值（ n）為計(jì)算出來(lái)的目標(biāo)值； M 為水份； 材料的 G 補(bǔ)償校正因子； 限值，它避免計(jì)算目標(biāo)值的快速改變。 稱量過(guò)程中的累積的真實(shí)偏差，在稱量完成后它按照公式 示來(lái)進(jìn)行更新： 100100 e e (其中 D 為稱量的純料值。 合機(jī)控制系統(tǒng) 混合機(jī)在配料系統(tǒng)中是非常關(guān)鍵的設(shè)備，所以該系統(tǒng)中配備了一個(gè)冗余混合機(jī)，確保在一臺(tái)混合機(jī)發(fā)生故障的情況下，該備用混合機(jī)在下一副料中投入使用。如圖 示。 整個(gè)混合機(jī)機(jī)體放置在一個(gè) 30t 量程的重力稱下，其它裝置都是通過(guò)軟連接和機(jī)體相連。在得到混合機(jī)啟動(dòng)命令后，混合機(jī)首先進(jìn)行機(jī)體自檢 。如果不正常，產(chǎn)生設(shè)備故障報(bào)警。如果機(jī)體自檢正常，則進(jìn)行稱重。如果重量（除去稱體自重）為負(fù)，產(chǎn)生傳感器故障報(bào)警。如果有殘留料，進(jìn)行排空程序。如果稱為空，則進(jìn)入稱重準(zhǔn)備階段。接著，加料到目標(biāo)值后，進(jìn)行干混合，再按照上面稱重系統(tǒng)計(jì)算的濕度值進(jìn)行加水，濕混合設(shè)定時(shí)間后，排空，由傳送帶送至窯頭，完成一個(gè)批次的配料操作。 6 圖 合機(jī)工作過(guò)程 排空程序 濕混 排空 加水 混合機(jī)機(jī) 體自檢 混合機(jī)稱檢查 混合機(jī)稱重準(zhǔn)備 干混合 傳感器故障 加料到目標(biāo)值 設(shè)備故障 稱體重量 稱體重量 7 第二章 玻璃的熔窯 中國(guó)的浮法玻璃熔窯多 以重油為燃料，其次是燃天然氣，在八十年末也建成了燃焦?fàn)t煤氣和全電熔的浮法熔窯。地處中國(guó)西南的四川省境內(nèi)，天然氣資源豐富，廣泛用于工業(yè)與民用各個(gè)方面。在四川省原來(lái)已有燃天然氣的較大規(guī)模的雙線平拉熔窯和九機(jī)引上熔窯。由于燃天然氣的污染小所以本文以燃天然氣的熔窯作介紹，以下簡(jiǎn)稱“自貢浮法熔窯”。是由秦皇玻璃工業(yè)研究設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的。 原料在熔窯內(nèi)熔化，形成玻璃液。熔窯是玻璃工廠的心臟。熔窯熱點(diǎn)區(qū)的最高溫度可達(dá) 1600 或更高。熔窯的熔化量目前可達(dá) 700900t/d，窯齡在 68 年以上。熔窯從前往后，分別是投料池，熔 化部（熔窯的關(guān)鍵，其結(jié)構(gòu)包括大碹、碹碴、胸墻、池壁、池底、鋼結(jié)構(gòu)），卡脖、冷卻部。小爐和蓄熱室是熔窯結(jié)構(gòu)的重要組成部分。小爐是使氣體或液體燃料流和助燃空氣流各自以一定合適的速度噴向熔窯空間，邊混合，邊燃燒的裝置。蓄熱室是一種熱回收裝置。另外，煙道和煙囪是熔窯的排氣系統(tǒng)。 配合料在熔窯中熔成玻璃的過(guò)程，需要大量的熱量。其燃料主要采用高熱值燃料 重油和天然氣。還有發(fā)生爐煤氣。燃燒器的設(shè)計(jì)選型及其布置安裝方式，不僅直接影響玻璃的熔化效率，對(duì)節(jié)能和操作維修都有直接關(guān)系。 利用人工控制和自動(dòng)控制手段，維持合理的熔化溫 度曲線，保證有穩(wěn)定的溫度、穩(wěn)定的窯壓、穩(wěn)定的液面和穩(wěn)定的泡界限是熔化操作的重要任務(wù)。目前，國(guó)內(nèi)的浮法熔窯大都采用 般都是與錫槽、退火窯等共用一套熱端 系統(tǒng)），按照最佳作業(yè)條件對(duì)熔化中多因素的變化的全過(guò)程實(shí)行自動(dòng)控制和監(jiān)視。其組態(tài)軟件有和力時(shí)、貝利、霍尼韋爾等公司的產(chǎn)品。另裝備工業(yè)電視系統(tǒng)，用以觀察窯內(nèi)火焰形狀和變化以及配合料熔化情況。 料口 采用單投料池，取投料池的池寬為熔化部池寬的 80 。熔化部池寬 500以投料池寬為 500 80%=7600投 料池長(zhǎng)度為 300采用兩臺(tái)壟式投料機(jī)。 其工作原理如圖 示。 8 圖 式投料既工作過(guò)程 前臉墻采用 墻鼻區(qū)端部采用對(duì)開式可移動(dòng)水冷門，以最大限度地減少投料口處的潺火。這樣不但有節(jié)能效果，而且對(duì)減少粉塵飛揚(yáng)改善窯頭環(huán)境有明顯作用。在兩臺(tái)投料機(jī)中間沿窯縱向中心線裝有插入窯內(nèi)的導(dǎo)料大水管，以減少偏料造成的對(duì)池壁的沖刷。 兩側(cè)前臉翼墻上各開有觀察孔，從窯頭可以很方便地觀察到窯內(nèi)火焰情況及窯內(nèi)構(gòu)造情況。投料口池壁拐角磚沖刷嚴(yán)重，為延長(zhǎng)窯齡在投料 口拐角處設(shè)置冷卻水包。 化部 熔化部是體現(xiàn)熔窯熔化能力的主要部位。自貢浮法熔窯標(biāo)稱熔化能力為 330t d，要求可述 350t d。并考慮遠(yuǎn)期還有地大的可能。首先確定池寬，美國(guó) 示： （ 、 式中： B 所求熔化部池寬 ( 熔窯日熔化能力。 據(jù)此公式可以求出對(duì)于 330350t 88009000天然氣熔 窯與燃油熔窯相比在同等熔化能力時(shí)，燃天然氣熔窯要增加熔化面積 7%左右。池長(zhǎng)基本不變時(shí)，池寬就要增加。本熔窯取熔化部池寬 B=9500 其次確定池長(zhǎng)，在確定熔化部池長(zhǎng)尺寸時(shí)，主要考慮了以下三點(diǎn)：其一是采用較大的預(yù)熔區(qū)，即較大的 1 小爐中心線至前池壁之間的距離，這樣可將 1 小爐的燃料分配比適當(dāng)加大，以提高 1 小爐處的作業(yè)溫度，充分發(fā)揮 強(qiáng)配合料的預(yù) 9 熔；其二是在滿足小爐安裝尺寸的前提下盡量減少小爐中心線間的距離，以便使熔化醫(yī)的火焰分布更均勻合理；其三是采用較大的澄清區(qū)長(zhǎng)度使玻璃液內(nèi)的氣泡在 較高的溫度下最大限度地逸出，密度更加均勻，以獲得更好的玻璃液進(jìn)入冷卻部。自貢浮法熔窯的 1 小爐中心線至前池壁的距離 500對(duì)小爐，小爐中心線間距 150 號(hào)小爐中心線至后池壁距離 3300化部池長(zhǎng) 9400 本熔窯的小爐口寬度分別為 1 號(hào)、 2 號(hào) 19003 號(hào)、 4 號(hào)、 5 號(hào) 1800化區(qū)火焰覆蓋率為 53% ，澄清區(qū)比率為 41 8%。全窯為淺池平底結(jié)構(gòu)，池深 220 底結(jié)構(gòu) 池底磚結(jié)構(gòu)自下至上依次為： 1 50300池底大磚； 25搗打?qū)樱?75鋪面磚 (熱點(diǎn)前燒結(jié) 點(diǎn)后電熔 池底大磚沿窯縱向每四塊磚集中留 20脹縫有壓縫磚；池底大磚沿窯橫向分散留縫，縫寬為磚寬的 5%左右。搗打?qū)訛槌氐状蟠u的找平層，搗打料經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后與粘土大磚結(jié)為一體，鋪面磚可在搗打?qū)由匣瑒?dòng)。 壁結(jié)構(gòu) 熔化部池壁磚的橫向磚縫特別容易受玻璃液侵蝕，因此近年來(lái)各國(guó)新建玻璃熔窯的熔化部池壁磚結(jié)構(gòu)多采用“立砌排磚”的形式。池壁磚在高度方向上不分層，為整塊傾斜澆鑄 33 號(hào)電熔 厚 250筑時(shí)磚的縮孔在池壁下部朝窯外側(cè)。池壁的豎向磚縫比起橫向磚縫受玻璃液侵蝕要輕一些，但是，如果豎向磚縫較大，也容易造成池壁侵蝕。所以砌筑池壁時(shí)縱向池壁磚之間不留膨脹縫，并且池壁磚之間的接觸面必須經(jīng)過(guò)磨光。同時(shí)在兩側(cè)池壁的端頭裝有頂緊裝置，以便使池壁磚盡量頂緊 (烤窯時(shí)要適當(dāng)松動(dòng)頂絲 ) 磚鯉密接并不是為了防止玻璃液流出來(lái)，而主要是為了減少玻璃對(duì)池壁磚的侵蝕 橫向池壁磚受玻璃液侵獨(dú)較輕，因此橫向池壁磚均為分散留縫，縫寬為磚寬的 78%。熔化部?jī)蓚?cè)池壁磚頂部吹風(fēng)處高 600池壁沖刷到一定程度后， 可在此高度范圍岡從外面貼磚，以延長(zhǎng)窯齡。兩側(cè)池壁的中下部進(jìn)行保溫，保溫層為 1500 墻結(jié)構(gòu) 胸墻采用新型結(jié)構(gòu)形式，不設(shè)上下間隙磚，掛鉤磚與池壁磚頂面之間冷態(tài)時(shí)留 2025隙，烤窯后此間隙一般只剩 10 15用鋯質(zhì)泥漿從窯外密封，胸墻的橫斷面為上端向窯內(nèi)傾斜并且頂面有錯(cuò)臺(tái)的形式。這樣既解決了鋼碹碴牛腿的安裝位置又使胸墻與大碹腳錯(cuò)臺(tái)咬合為一體。這種結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)點(diǎn)在于：其一是當(dāng)烤窯松拉條時(shí)胸墻頂部要跟隨碹腳磚一起向窯外側(cè)傾斜，由于鋼結(jié)構(gòu)立柱的約束作用 ，胸墻向窯外傾斜 10 是允許的，不會(huì)出現(xiàn)有上間隙磚時(shí)胸墻內(nèi)傾倒塌的情況 其二是胸墻頂部非常嚴(yán)密不漏風(fēng)不透火，使熔化部上部空間具有良好的氣密性，防止鹼蒸氣冷凝在縫隙內(nèi)溫度較低的地方，造成磚塊過(guò)早蝕損，并減少磚塊蝕損滴落的熔渣對(duì)玻璃液的污染。由于采用燃天然氣噴搶，槍管直徑比燃油噴搶大了好多，噴嘴磚高度尺寸增加 100時(shí)燃天然氣的火焰漂動(dòng)對(duì)大碹不利，所以胸墻高度要適當(dāng)高一些，取熔化部胸墻高 700化區(qū)胸墻主體磚為 300電熔 加輕質(zhì)粘土保溫磚；澄清區(qū)胸墻為 380 碹結(jié)構(gòu) 熔化部大碹采用 52中心角，使碹頂盡量壓低，利于熱量反射給玻璃液。大碹的主體磚為 450優(yōu)質(zhì)硅磚。大碹的碹腳磚為三層箭頭磚組合形式，碹腳磚的傾斜面一面與鋼碹碴貼合，一面是大碹中心角的斜面。碹腳磚的下面與胸墻磚頂面錯(cuò)臺(tái)相配咬為一體。大碹約每 5m 分為一節(jié)，留梭形膨脹縫，縫寬 6080碹頂用輕質(zhì)硅磚保溫。 山墻結(jié)構(gòu) 熔化部后山墻采用承重矮碹支撐垂直墻結(jié)構(gòu)。矮碹股跨比為： 1 12，中心角為 38度，碹長(zhǎng) 800墻厚 450熔化部?jī)?nèi)側(cè)取平，矮碹長(zhǎng)出的部分為卡脖 碹的一部分。從矮碹的兩側(cè)碹腳頂部開始向上在整個(gè)垂直墻高度上留錯(cuò)口膨脹縫，縫寬約40便使承重矮碹的碹腳受水平推力集中，保持矮碹安全穩(wěn)定。在烤窯升溫時(shí)，必須隨溫度升高逐步緩慢地松山墻兩側(cè)立柱上與矮碹碹腳相對(duì)的頂絲。每側(cè)頂絲大約要松出 2030處的頂絲松動(dòng)必須格外小心，既不能不敢橙，也不能橙得太快。后山墻兩側(cè)裝有工業(yè)電視連續(xù)監(jiān)視窯內(nèi)火焰情況。 位池和掏渣孔 在熔化部尾部?jī)蓚?cè)分別設(shè)有液位池和掏渣孔。液位池只是作為測(cè)量液位之甩，與傳統(tǒng)的耳池作甩不一樣，結(jié)構(gòu)形式也不一樣，是個(gè)只有 600的淺池。液位池處在澄清區(qū)尾部，此處玻璃液已經(jīng)比較平靜，并且此處對(duì)投料量的反應(yīng)也比較敏感，液位池設(shè)在此處比較合適。液位池后是掏渣孔，此孔也可用做烤窯時(shí)插入烤窯噴槍之甩。 脖 對(duì)浮法玻璃熔窯來(lái)說(shuō)，卡脖尺寸與熔窯規(guī)模并不是成比例地變化。一般地說(shuō)，卡脖的寬度和長(zhǎng)度尺寸可在 4000 5000圍內(nèi)選取。選取時(shí)要考慮卡脖處的設(shè)備布置情況，本熔窯取卡脖寬 B 4400脖長(zhǎng) L 4800脖長(zhǎng)度適當(dāng)加長(zhǎng)是由于垂 11 直式玻璃液攪拌器平臺(tái)要適當(dāng)加大，以便于更換和維修攪拌器。 卡脖處裝有對(duì)插式沉入玻璃液 大水管和垂直式玻璃液攪拌器?？ú表敒榘劢Y(jié)構(gòu)。為使熔化部與冷卻部空間最大限度地分隔開，以減少熔化部溫度、窯壓、氣氛等對(duì)冷卻部的影響 (特別是換向前后更為突出 )，在卡脖處裝有吊掛式分隔擋墻。擋墻底部離池壁頂在冷態(tài)時(shí)只有 20隙烤窯后基本貼合。擋墻頂部與卡脖碹頂取平。這樣熔化部與冷卻部之聞只有玻璃液面與擋墻底部之間大約 30 40而實(shí)現(xiàn)了良好的分隔。這種分隔擋墻既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。 卻部 冷卻部池寬一般為卡脖寬度的二倍，如果太寬使冷卻部?jī)蛇吂战侨菀桩a(chǎn)生死角，冷卻結(jié)晶，影響玻璃液質(zhì)量；太 窄會(huì)使玻璃液前進(jìn)流速太快，不利于冷卻。本熔窯取冷卻部池寬 500長(zhǎng) 200卻部面積比率為 t d。冷卻部前山墻結(jié)構(gòu)形式與熔化部后山墻相同，承重矮碹尺寸也一致。冷卻部后山墻為承重平碹支撐垂直墻結(jié)構(gòu)，冷卻部裝有冷卻風(fēng)微調(diào)和天然氣加熱微調(diào)兩種微調(diào)措旖。 爐 小爐結(jié)構(gòu)在總結(jié)國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)做法和引進(jìn)美國(guó) 爐做法的基礎(chǔ)上做了較大的改進(jìn)。 小爐底板傾斜段減短，水平段加長(zhǎng)，這樣可以減少許多磚型。小爐碹的水平段和傾斜段交界處不設(shè)斷開縫，此處的一環(huán)小爐碹磚為水平與斜坡組 合式。小爐碹磚大小頭尺寸計(jì)算方法也做了較大改進(jìn)，使計(jì)算出的碹磚小頭尺寸組合后各處磚縫都均勻緊密合攏，既不上張嘴也不下張嘴。 小爐伸縮縫設(shè)在小爐尾部接近蓄熱室墻處，伸縮縫尺寸根據(jù)小爐長(zhǎng)度自身膨脹量和松大碹拉條時(shí)引起小爐的平移量綜合確定。本窯取此膨脹縫尺寸為： 0 小爐鋼結(jié)構(gòu)也做了較大改進(jìn)，小爐底板為并排槽鋼與角鋼組合式。這樣制做方便又占用空間小。 小爐脖適當(dāng)加長(zhǎng)。這樣做近期便于小爐下部空間各種設(shè)葩的安裝和人員操作，遠(yuǎn)期可以為改造時(shí)適當(dāng)加寬熔化部池寬留有余地。 熱室 蓄熱室通道采用全連通箱 形結(jié)構(gòu)，通道內(nèi)寬 800道內(nèi)長(zhǎng) 78400條碹以下有分隔墻，爐條碹以上全連通。格子磚為堿性耐火材料，格子體總高500孔尺寸 d d=165 165側(cè)格子體蓄熱面積 700m ，爐條碹相 12 對(duì)每個(gè)小爐為單跨形式，爐條碹中心角 a=110，為圓弧形碹，碹磚品種單一，弧形碹的上部用普形磚找平，其上為格子磚。 爐條碹以上蓄熱室墻厚 78條碹以上蓄熱室外側(cè)墻與低氣孔粘土磚格子體相對(duì)應(yīng)部位留有吹掃孔，以便吹掃格子體。 全連通式蓄熱室，內(nèi)外側(cè)墻長(zhǎng)度達(dá) 20度 15m 以上，這樣又長(zhǎng)叉高的墻只是外傭有鋼立柱約束，內(nèi)傭無(wú)支撐，再加上墻的內(nèi)外表面溫差很大，很容易向內(nèi)鼓起變形導(dǎo)至破壞。為此，在蓄熱室墻的中上段采用了錨拉結(jié)構(gòu)。錨拉結(jié)構(gòu)為兩種形式并用：一是錨拉鋼板，二是錨拉桿。錨拉鋼板用來(lái)保持每?jī)筛⒅g墻體的平直；錨拉桿用來(lái)保持每段墻體與鋼立柱貼在一起，防止蓄熱室墻大面積內(nèi)傾倒塌。 蓄熱室內(nèi)外側(cè)墻面部與蓄熱室碹交界處為脫開形式，冷態(tài)時(shí)墻頂與碹腳之間留有75隙。蓄熱室碹的鋼碹碴用牛腿支撐在蓄熱室立柱上。蓄熱室內(nèi)外側(cè)墻在烤窯時(shí)要向上膨脹升高，一般可升高 50 60樣蓄熱室的墻和碹總是分離互不影響。 為保證蓄熱室磚墻與鋼立柱之間始終緊密貼合，采用不松蓄熱室拉條的形式。其做法是：支撐蓄熱室碹的鋼碹碴與立柱之間在水平方向留適當(dāng)間隙，此間隙由水平頂絲控制，烤窯時(shí)通過(guò)橙頂絲減小此間隙來(lái)調(diào)節(jié)蓄熱室碹的膨脹。 璃的熔化 玻璃熔化的五個(gè)階段在實(shí)際生產(chǎn)中是難以完全分開的，有時(shí)甚至是同步發(fā)生的。 料的熔化 玻璃的熔化過(guò)程是一個(gè)很復(fù)雜的物理、化學(xué)過(guò)程。大體上可分為：燒結(jié)物的形成、玻璃液的形成、玻璃液的澄清、玻璃液的均化和玻璃液的冷卻五個(gè)階段。燒結(jié)體的 形成：質(zhì)量合乎要求的配合料加入玻璃窯爐中，在高溫作用下，發(fā)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，形成不透明燒結(jié)物。對(duì)于普通鈉 一階段結(jié)束后配合料轉(zhuǎn)變?yōu)楣杷猁}和殘余石英顆粒組成的燒結(jié)體。 璃液的形成 玻璃液的形成不透明燒結(jié)體經(jīng)進(jìn)一步加熱，未完全熔化的配合料殘余顆粒溶解，燒結(jié)體開始熔融、擴(kuò)散，并最終由不透明燒結(jié)體變?yōu)橥该鞑Ａб?。但此時(shí)的玻璃液含有大量氣泡，且玻璃液的成分很不均勻。 璃液的澄清 玻璃液的澄清是指氣體夾雜物從玻璃液中消除的過(guò)程。對(duì)玻璃配合料的氣體率、玻璃的得率的計(jì)算 可知玻璃熔化過(guò)程中，放出的氣體的量約為配合料質(zhì)量的 15% 20%。 13 璃的均化 均化過(guò)程是為了消除玻璃液中條紋和其他化學(xué)組成與玻璃液組成的不均勻體，從而獲得化學(xué)組成均勻一致的玻璃液。均化過(guò)程就是不均勻體在玻璃液中的溶解，擴(kuò)散過(guò)程。由于擴(kuò)散速度明顯低于溶解速度，故均化過(guò)程的快慢取決于不均勻體的擴(kuò)散速度的大小。不均勻體與玻璃液組成間的濃度差是不均勻體溶解和擴(kuò)散的源動(dòng)力。熔窯不同部位玻璃液的濃度差引起的自然對(duì)流也有助于不均勻體的擴(kuò)散。除此之外，攪拌、鼓泡等輔助措施引起的玻璃液的強(qiáng)制對(duì)流也促進(jìn)了不均勻體 的溶解和擴(kuò)散。 14 第三章 錫槽及玻璃成型控制 槽 簡(jiǎn)介 錫槽 （如圖 是浮法玻璃生產(chǎn)最關(guān)鍵的熱工設(shè)備。它是盛有錫液的矩形或前寬后窄中間收縮的喇叭型槽子。因?yàn)殄a液在高溫下極易氧化，所以錫槽空間必須充滿防止錫液氧化的保護(hù)氣體（氮?dú)浠旌蠚猓?，并保持微正壓；同時(shí)，必須采取嚴(yán)格的密封措施和不斷補(bǔ)充新鮮的保護(hù)氣體。錫槽不能用普通燃料加熱，而只能用電加熱。錫槽的可調(diào)性是指錫槽的縱向和橫向的溫度調(diào)節(jié)、玻璃液流量、保護(hù)氣體用量及其配比、以及玻璃帶在錫槽中的形狀和尺寸的控制等等。 圖 槽 槽 中的保護(hù)氣體 錫槽 中的保護(hù)氣體作用是：防止錫的氧化以保持玻璃的拋光度，減少產(chǎn)生虹彩、沾錫、光學(xué)畸變等缺陷，減少錫的損失等。 錫槽 中的保護(hù)氣體一般由 成。 錫槽 各部分的分布情況如表 示： 表 2 和 錫槽 各部分的分布情況 部位 中部 首部 尾部 ) 4 6 6 7 8 9 ) 96 94 94 93 92 91 15 璃成型過(guò)程 1150左右的玻璃液，通過(guò)熔窯與錫槽相連接的流道、流槽，流入熔融的錫液面上，在自身重力 、表面張力以及拉引力的作用下，玻璃液攤開成為玻璃帶，在錫槽中完成拋光與拉薄，在錫槽末端的玻璃帶已冷卻到 600左右，輥道的拉引把即將硬化的玻璃帶引出錫槽，通過(guò)過(guò)渡輥臺(tái)進(jìn)入退火窯。 1 2 3 4 5 6 7 8 91 - 玻璃液 2 - 流槽 3 - 閘板 4 - 碹頂 5 - 玻璃帶 6 - 錫液 7 - 槽底 8 - 保護(hù)氣體管道 9 - 過(guò)渡輥臺(tái)玻璃液 流槽 閘板 碹頂 玻璃帶 錫液 槽底 保護(hù)氣體管道 過(guò)渡輥臺(tái)圖 法玻璃成型的過(guò)程 法成型的特點(diǎn)及機(jī)理 法成型的特點(diǎn) 成型時(shí)不需克服玻璃自身的重力； 可以充分發(fā)揮玻璃表面張力的作用； 玻璃帶橫向溫度均勻； 可以比較容易地生產(chǎn)特薄和特厚的玻璃； 成型過(guò)程中溫度降落慢、拉引速度快； 避免了玻璃結(jié)晶缺陷、作業(yè)周期長(zhǎng)； 板寬加大比較容易； 可以在線生 產(chǎn)鍍膜玻璃； 容易實(shí)現(xiàn)切裝機(jī)械化自動(dòng)化； 可以比較容易地生產(chǎn)特大片玻璃； 法成型的機(jī)理 玻璃的浮法成型原理是玻璃液從池窯連續(xù)流入并浮在有還原氣氛保護(hù)的錫液上；由于各物相界面張力和應(yīng)力的綜合作用，攤成厚度均勻，上下兩表面平行，平整和火拋光的玻璃帶，經(jīng)冷卻硬化后脫離錫液，再經(jīng)退火，切割而得浮法玻璃。浮法生產(chǎn)的成型過(guò) 16 程是在錫槽中進(jìn)行的。 高溫（ 1050）錫液面上的玻璃液，再?zèng)]有外力作用下，其所受重力和表面張力達(dá)到平衡時(shí)，玻璃帶的厚度有一個(gè)固定植，成為平衡厚度，數(shù)值約為 6 7為玻璃的表面張力 隨玻璃液的溫度而變化，所以平衡厚度也隨具體條件的不同有所差異。實(shí)際上由于外加縱向拉力，此值略小。欲使玻璃帶厚度薄于或厚于平衡厚度，應(yīng)采取相應(yīng)措施。如生產(chǎn)浮法玻璃時(shí)采用機(jī)械拉邊法，即在錫槽中段玻璃帶的兩邊放置若干橫向拉邊器，拉邊其主要起橫向拉邊作用和阻止退火窯輥?zhàn)拥目v向拉力傳遞到高溫區(qū)的玻璃帶上，以減少其橫向收縮，當(dāng)提高拉引速度后，玻璃帶逐漸被拉薄，寬度也有所減少。而生產(chǎn)浮法厚玻璃時(shí)則在錫槽高溫區(qū)兩側(cè)設(shè)置石墨擋邊器，以阻止玻璃液攤薄。 法成型的幾種缺陷 沾錫： 金屬錫的粘附力，通常沾錫呈細(xì)粒 的點(diǎn)狀，嚴(yán)重時(shí)則呈片狀。 “斑點(diǎn) ”（或光畸變點(diǎn)）：玻璃表面的微笑凹陷，其形狀呈平滑的圓形。這種斑點(diǎn)缺陷損害了玻璃的光學(xué)質(zhì)量，使觀察到的物象發(fā)生畸變。產(chǎn)生的原因： “小波紋 ”：玻璃表面的微細(xì)不平整缺陷。產(chǎn)生的原因有：高溫區(qū)溫度不均勻和錫液中的氧被氧化為氧化錫。錫液中的氧被氧化為氧化錫，體積局部膨脹而產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)玻璃溫度低時(shí)，應(yīng)力來(lái)不及消失，在玻璃的繼續(xù)冷卻過(guò)程中產(chǎn)生不均勻收縮，從而促進(jìn)了小波紋的形成。 璃的拋光 一般的拋光是指對(duì)物件進(jìn)行機(jī)械加工，使它的表面變得十分光滑， 而浮法玻璃的拋光過(guò)程主要是依賴于玻璃液表面張力的作用 一種內(nèi)力的作用實(shí)現(xiàn)的。 優(yōu)質(zhì)的熔融玻璃液由熔窯末端經(jīng)流液道和流槽，然后進(jìn)入錫槽。此時(shí)，玻璃液溫度約為 1050 ，相應(yīng)的粘度為 璃液在重力和表面張力共同作用下，逐漸攤開展平，約經(jīng) 1能形成表面平整、光潔如鏡的玻璃帶。此時(shí)，如果無(wú)其它外力作用，對(duì)鈉鈣硅玻璃而言，其最終厚度約為 7為浮法玻璃的平衡厚度。如果有其它外力作用，則可根據(jù)施加于玻璃帶上力的方向及其大小的不同，獲得需要厚度的浮法玻璃。一般采用機(jī)械拉邊法，在玻璃帶適當(dāng)位置 設(shè)置若干對(duì)拉邊機(jī) （拉邊機(jī)如圖 示） ，對(duì)玻璃帶兩邊施加橫向拉力，同時(shí)適當(dāng)加快玻璃帶拉引速度把玻璃拉薄。拉制玻璃越薄，使用的拉邊機(jī)臺(tái)數(shù)越多 （關(guān)系如表 。玻璃帶需在錫槽內(nèi)冷卻到 600 左右，才能離開錫槽，進(jìn)入過(guò)渡輥臺(tái)和退火窯。 17 圖 邊機(jī) 表 玻璃厚度與拉邊機(jī)的數(shù)量的關(guān)系 玻璃厚度 (5 4 3 2 邊器配用臺(tái)數(shù)(臺(tái) ) 1 2 18 第四章 退火窯 璃退火的目的和概念 玻璃退火的目的是消除玻璃制品中的殘余內(nèi)應(yīng)力和光學(xué)不均勻性，以及穩(wěn)定玻璃內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。內(nèi)應(yīng)力，是由不均勻的冷卻條件所產(chǎn)生的。將玻璃置于退火溫度下，進(jìn)行熱處理和采取適宜的冷卻制度，這種內(nèi)應(yīng)力可以減少或消除。 玻璃的成形過(guò)程中經(jīng)受了劇烈的溫度變化和形狀變化，這種變化在玻璃中留下了熱應(yīng)力。這種熱應(yīng)力會(huì)降低玻璃制品的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。如果直接冷卻，很可能在冷卻過(guò)程中或以后的存放、運(yùn)輸和使用過(guò)程中自行破裂（俗稱玻璃的冷爆）。為了消除冷爆現(xiàn)象，玻璃制品在成形后必須進(jìn)行退火。退火就是在某一溫度范圍內(nèi)保溫或緩慢降溫一段時(shí)間以消除 或減少玻璃中熱應(yīng)力到允許值。 退火溫度：為了消除玻璃中的永久應(yīng)力，必須把玻璃加熱到低于玻璃轉(zhuǎn)變溫度 消除玻璃各部分的溫度梯度，使應(yīng)力松弛，這個(gè)選定的保溫均熱溫度稱玻璃的退火溫度 。 退火下限溫度和退火上限溫度：經(jīng)過(guò) 35的應(yīng)力的保溫溫度為退火上限溫度；經(jīng) 3的應(yīng)力的溫度為退火下限溫度。 退火溫度范圍： 550570。 目前國(guó)內(nèi)外的退火窯，主要是磚結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)退火窯。而且均采用隧道式輥道退火窯，玻璃帶由輥道支承，并隨著輥道的轉(zhuǎn)動(dòng)前進(jìn)。窯內(nèi)設(shè)置加熱 、冷卻裝置。 退火窯的工藝分區(qū)為加熱均熱預(yù)退火區(qū)（ 重要冷卻區(qū)（ 冷卻區(qū)（后退火區(qū)， 過(guò)渡區(qū)（ 熱風(fēng)循環(huán)強(qiáng)制對(duì)流冷卻區(qū)（ 自然冷卻區(qū)（ 室溫風(fēng)強(qiáng)制對(duì)流冷卻區(qū)（ 圖 火窯 19 退火窯各點(diǎn)溫度均采用雙支熱電偶進(jìn)行測(cè)量，這是為了避免測(cè)量顯示干擾控制而設(shè)置的。 A、 B、 與一般溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)有所差別。 D、 用窯內(nèi)的熱空氣，配以一定量的新鮮室溫空氣，通過(guò)風(fēng)機(jī)將一定溫度的熱空氣重新噴吹在玻璃帶上。 過(guò)控制冷卻風(fēng)量直接噴吹在玻璃帶上。 退火窯輥道及其傳動(dòng)裝置的作用主要是運(yùn)送玻璃帶，在退火窯內(nèi)進(jìn)行徐徐退火，并與錫槽內(nèi)拉邊機(jī)等設(shè)備相配合。按產(chǎn)品板厚要求，連續(xù)平穩(wěn)地拉引錫槽內(nèi)的玻璃帶。目前的傳動(dòng)控制系統(tǒng)一般都是采用交流變頻調(diào)速的最新技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 璃退火的過(guò)程 璃表面產(chǎn)生壓應(yīng)力，速度可以較快。如果玻璃制品厚度的一半為 加熱速度為 20/30/，如果是光學(xué)玻璃則應(yīng) 5/ 除應(yīng)力的關(guān)鍵階段，一般把比退火上限溫度低 20 30作為退火溫度。保溫時(shí)間可按 70120行計(jì)算，或者按應(yīng)力容許值 算公式如公式 示： 252 （ 圖 火溫度曲線 冷的目的在于避免在冷卻過(guò)程中因