熔化不同成分的玻璃也要選擇不同的坩堝
坩堝窯是在窯內(nèi)放置坩堝,在坩堝內(nèi)將配合料熔化成玻璃的一種熱工設(shè)備。窯膛內(nèi)放置單只或多只坩堝,開母嬰用品店。坩堝窯中玻璃熔制的各階段(熔化、澄清、均化、冷卻)在同一坩堝中隨時間推移依次進行,成型時,用人工從坩堝口取料,也可以坩堝底供料,或?qū)⒄釄逡瞥鋈×?。坩堝爐多坩堝窯與池爐相比,結(jié)構(gòu)比較簡單,造價低,建造周期短,可以迅速投產(chǎn),而且有利于產(chǎn)品快速轉(zhuǎn)型。從操作上看,其熔制制度易調(diào)節(jié),而且可以采用機械攪拌、延長保溫時間、生產(chǎn)均勻性好、質(zhì)量較高的玻璃。坩堝爐也有自己的一些缺點,產(chǎn)量小,熱效率低,玻璃利用率低,換坩堝時勞動強度比較大,坩堝本身的制備也比較復(fù)雜。它適用于生產(chǎn)數(shù)量少、品種多、產(chǎn)品質(zhì)量要求較高或具有某種特殊性能的玻璃;同時也適用于進行科學(xué)研究或者試制新產(chǎn)品。因出料和加工機械化程度不高,因此坩堝爐熔制玻璃的能耗較高,熔制和澄清溫度受耐火材料的限制而不能太高。本文以坩堝爐為例,在其節(jié)能和綜合利用上進行了一些探討。
1、 提高窯用材料的等級和質(zhì)量
窯用耐火材料的等級和質(zhì)量對窯爐的壽命和產(chǎn)品的質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用,所以在選用耐火材料的選擇一定要慎重考慮,不同耐火材料之間的搭配使用也要合理。
坩堝中最重要的筑爐材料是窯爐爐盤,坩堝放在上面,燒嘴安裝在它的周圍,還要排出廢氣,所以現(xiàn)在不少廠的爐盤、上火口等均采用AZS磚。這些筑爐材料的提高有助于較高的火焰溫度和廢氣溫度制度的建立,并能抵抗溢出的玻璃狀的熔渣。碹頂用硅質(zhì)耐火材料,圍墻用優(yōu)質(zhì)耐火粘土,煙道和蓄熱室格子磚也可用耐火粘土高鉛等材料,窯用材料一定要恰到好處地選用。
2、改善坩堝自身質(zhì)量
坩堝窯里最重要的就是坩堝,坩堝的使用期限一般是4~12周,國外長達20周,根據(jù)玻璃液缺陷的程度可判定坩堝的使用情況。坩堝必須能夠經(jīng)受快速冷卻和加熱,具有高荷重軟化溫度和低蠕變傾向,抗熔融玻璃的腐蝕性也必須很好,同時熔化特性要好,這些條件有一部分是相互矛盾的,因此只能視具體情況而盡可能滿足性價比的要求,熔化不同成分的玻璃也要選擇不同的坩堝。
因此,提高坩堝自身質(zhì)量是十分必要的,首先必須提高原材料的質(zhì)量,成型后的坩堝在燒成和熱處理的過程中,必須嚴格保持氧化氣氛,避免還原性火焰,燒成時間和溫度必須要嚴格控制,坩堝的氣孔率要低于20%,坩堝燒成后要小心的搬運和放入坩堝窯中,熔化玻璃之前最好對坩堝進行玻璃化處理,以保護玻璃經(jīng)受劇烈的溫度變化,而且坩堝結(jié)構(gòu)致密化與窯爐氣氛隔開。坩堝在使用的過程中,要嚴格執(zhí)行操作制度和操作方法。
3、改變爐窯結(jié)構(gòu)
長期以來,人們創(chuàng)造了各種形式的窯爐,只有認真的考慮各種窯型的綜合特征才能做出選擇,最主要的標準是供使用的燃料種類、產(chǎn)品的種類和玻璃質(zhì)量要求。如果采用橫焰小爐加熱的多坩堝(類似于蟹形窯)就能改換熱來蓄熱,熱效率大為提高;采用帶有余熱回收器的單坩堝窯取代一般的換熱式單坩堝窯等等。
4、強化燃燒和余熱利用
因為坩堝窯中一般都采用橫口坩堝,不受氣氛的影響,所以燃料應(yīng)該在爐膛內(nèi)完全燃燒,否則將增加不完全燃燒的熱損失。但是完全燃燒,還應(yīng)考慮煙氣帶走的熱損失,所以應(yīng)該控制適宜的空氣過剩系數(shù),合理的組織燃燒,不僅保證了向玻璃液的傳熱效果,而且對穩(wěn)定窯壓和火焰溫度都有利。加強煙氣的余熱回收,也可提高窯的熱效率,但余熱回收是有限度的。
由于坩堝窯經(jīng)常更換坩堝,窯墻也要隨之拆卸,所以窯體保溫不如池窯那樣較為合理完備,需要根據(jù)條件,因地制宜解決,不僅提高窯的熱效率,對操作條件的改善也是有利的,窯體砌筑時要力求氣密性,減少不必要的開口,相應(yīng)的減少不必要的熱損失。
5、采用電熔技術(shù)
玻璃電熔池爐的熱效率遠遠高于火焰窯爐,坩鍋作為一個整體,如果插入電極,只有頂插方式,但這樣極大地影響了加料和出料,在工藝上很難行得通。
但我們可以改變思路,把整體的坩鍋改成由耐火材料砌成的坩鍋,并設(shè)置一定的電極達到熔化的目的,經(jīng)過我們的實驗和中試,發(fā)現(xiàn)其效果良好,我們在下文將詳細敘述。
該種窯爐采用坩鍋窯的作業(yè)方式,利用電熔鋯剛玉磚砌筑成以六角(或八角、四角等)形狀的熔化池,與池窯不同的是,該窯爐沒有流液洞和上升道結(jié)構(gòu),加料和出料都在該熔化池進行,整個操作工藝與開口坩鍋相同。
其熱量來源于二氧化錫(或鉬電極),熔化池上方安置規(guī)碳棒進行恒溫加熱。該窯爐有以下特點:
1、 坩鍋由電熔磚砌筑而成,其容積大小可以調(diào)節(jié);
2、 電熔磚砌筑的墻體,坩鍋的壽命大大提高;
3、 采用電極內(nèi)部熔化,熱效率大大提高;
4、 無廢氣,揮發(fā)少;
5、 占地面積少,沒有燃燒系統(tǒng);
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