玻璃窯爐工程的結(jié)構(gòu):
投料系統(tǒng):
投料池:位于窯爐的起端,是突出于窯池外面且與窯池相通的矩形小池。投料口包括投料池和上部擋墻(前臉墻)兩部分。其尺寸取決于熔化池的尺寸、配合料狀態(tài)、投料方式以及投料機(jī)的數(shù)量。目前常用的投料機(jī)有壟式和斜毯式等,隨著技術(shù)發(fā)展,投料池寬度不斷增加,以提高熱效率和節(jié)能,大型熔窯常采用兩臺斜毯式投料機(jī)滿足生產(chǎn)要求。
前臉墻:是熔化部火焰空間的前部端墻,橫跨在投料池的上部,用于阻擋熔窯前端投料口處的熱氣體(含火焰)逸出和熱輻射。有拱碹結(jié)構(gòu)前臉墻和 L 形吊墻結(jié)構(gòu)。L 形吊墻具有延長使用壽命、增強(qiáng)節(jié)能效果等優(yōu)點(diǎn),逐漸成為主流。
熔制系統(tǒng):
熔化部:是進(jìn)行配合料熔化和玻璃液澄清、均化的部位,前后由熔化區(qū)和澄清區(qū)組成,上下分為上部火焰空間和下部窯池。
火焰空間:由前臉墻、玻璃液表面、窯頂?shù)拇箜叟c窯壁的胸墻所圍成的充滿火焰的空間?;鹧婵臻g內(nèi)充滿來自熱源供給的灼熱火焰氣體,火焰氣體將熱量用于熔化配合料,同時輻射給玻璃液、窯墻和窯頂。
池窯:由池底和池壁組成,池壁厚度一般在 250 - 300mm,池底厚度根據(jù)保溫情況而異。池窯是配合料熔化成玻璃液并進(jìn)行澄清和均化的場所,要能供給足夠量的熔化完全的透明玻璃液。
冷卻部:位于熔化部之后,玻璃液在冷卻部逐漸降溫,以便后續(xù)的成型加工。冷卻部的結(jié)構(gòu)與熔化部類似,但溫度控制較低。
熱源供給系統(tǒng):
燃燒裝置:根據(jù)燃料的不同,有燃油噴嘴、燃?xì)鈬姌尩?。這些裝置將燃料噴入窯爐內(nèi),與空氣混合后燃燒,產(chǎn)生高溫火焰,為玻璃的熔化提供熱量。例如,在使用重油作為燃料的窯爐中,重油通過噴嘴霧化后燃燒;而在使用天然氣的窯爐中,燃?xì)鈬姌寣⑻烊粴鈬娙牖鹧婵臻g燃燒。
蓄熱室:用于回收廢氣中的余熱,提高能源利用效率。蓄熱室內(nèi)部填充有格子體,廢氣通過格子體時將熱量傳遞給格子體,當(dāng)換火時,空氣或燃?xì)馔ㄟ^被加熱的格子體,被預(yù)熱后進(jìn)入窯爐內(nèi)燃燒,從而減少能源消耗。
排煙供氣系統(tǒng):
排煙管道:用于排出窯爐內(nèi)燃燒產(chǎn)生的廢氣,廢氣中含有粉塵顆粒物、硫氧化物和氮氧化物等污染物。
供氣管道:為窯爐提供燃燒所需的空氣或氧氣等氣體,保證燃料的充分燃燒。在一些采用富氧燃燒技術(shù)的窯爐中,會有專門的氧氣供應(yīng)管道。
窯體支撐結(jié)構(gòu):
立柱和鋼梁:用于支撐窯體的重量,保證窯爐的穩(wěn)定性。立柱通常由耐高溫的鋼材或特殊合金制成,能夠承受高溫和窯體的負(fù)荷。
拉條:連接窯體的各個部分,起到加固和穩(wěn)定窯體結(jié)構(gòu)的作用。拉條需要具備較高的強(qiáng)度和耐熱性能,以防止在高溫環(huán)境下變形或斷裂。
玻璃窯爐的工作原理:
玻璃窯爐的工作原理是將各種玻璃原料(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸鋇、石灰石、長石、純堿等)按照一定的比例混合后,投入到窯爐內(nèi),在高溫下經(jīng)過一系列的物理和化學(xué)變化,熔化成均勻的玻璃液。具體過程如下:
加熱熔化:燃料在燃燒裝置中燃燒,產(chǎn)生高溫火焰,火焰的熱量傳遞給玻璃原料,使原料的溫度逐漸升高。當(dāng)溫度達(dá)到玻璃的熔點(diǎn)(一般在 1400℃ - 1600℃之間)時,玻璃原料開始熔化。在熔化過程中,配合料中的各種成分發(fā)生物理和化學(xué)反應(yīng),如水分蒸發(fā)、碳酸鹽分解、硅酸鹽形成等,形成玻璃液。
澄清和均化:熔化后的玻璃液中含有大量的氣泡和不均勻的成分,需要進(jìn)行澄清和均化處理。在澄清區(qū),玻璃液中的氣泡在高溫和重力的作用下逐漸上升到液面,排出窯爐外,使玻璃液變得清澈透明。同時,玻璃液在窯爐內(nèi)的流動和攪拌作用下,不均勻的成分逐漸混合均勻,提高玻璃的質(zhì)量。
冷卻成型:經(jīng)過澄清和均化后的玻璃液進(jìn)入冷卻部,在冷卻部逐漸降溫。當(dāng)溫度降低到適合成型的溫度范圍時,玻璃液被引出窯爐,通過各種成型工藝(如浮法、壓延法、吹制法等)制成不同形狀和規(guī)格的玻璃制品。