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1、第33卷第3期玻璃与搪瓷Vol.33No.32005年6月GLASS&ENAMELJun.20053新型玻璃混合加热熔窑及其发展宁伟,沈玉君,陈健,汪庆卫,陈贵康,周江(东华大学材料科学与工程学院,上海200051)摘要:分析多种能源共同作用的混合加热熔窑的结构和运行特点,介绍了国外较新的几种类型混合加热熔窑。指出混合加热熔窑在适应能源结构和环保政策方面的优越性。关键词:混合加热熔窑;段位差式;多池式;减压澄清+中图分类号:TQ171.623.4文献标识码:A文章编号:1000-2871(2005)03-0049-04NewMixedMelting
2、FurnacesandTheirProgressNINGWei,SHENYu-jun,CHENJian,WANGQing-wei,CHENGui-kang,ZHOUJiang(CollegeofMaterialScienceandEngineering,DonghuaUniversity,Shanghai200051,China)Abstract:Thestructuresandoperatingcharacteristicsofmixedmeltingfurnacesareanalyzed.Somenewmixedmeltingfurnacesa
3、redescribed.Theadaptabilitiesofmixedmeltingfurnacestoenergysupplyandenvironmentalprotectionareintroduced.Keywords:mixedmetingfurnace;potentialdifference;multipool;vacuumrefining玻璃混合加热熔窑(mixedmeltingfurnace)是指在玻璃生产过程中有多种能源共同作用,且每种能源输[1]入比例不低于总能源的30%。传统的玻璃熔窑,熔化和澄清过程在一个窑池或坩埚内完成,而
4、新型混合加热熔窑最大的区别在于将熔化和澄清分开,并采用多种能源加热的方式。1玻璃混合加热熔窑的原理最新混合加热熔窑的改进是基于光学玻璃的连熔工艺,即将玻璃熔制过程的几个阶段分别在不同的熔池进行。进入熔化部前的配合料进行预热,在熔化池输入大部分能量,使玻璃液产生强烈的对流;澄清池突现两个功能,即澄清剂发生效能的初始澄清和玻璃液中气泡溢出的最终澄清,并尽可能地减少回流,缩短玻璃液的停留时间,以期提高熔化率。这种熔窑一般采用混合加热,具有适合更换料种及玻璃着色等特点。新型混合加热熔窑加大或增添了配合料的预热区域,通过燃烧室流向换热器或蓄热室的烟气,加热分
5、布在预热区的配合料层。烟气运动的方向与配合料前进的方向相反,温度在1200℃左右,除上部烟气加热外,液面下部增设电辅助加热。为了最大限度地控制回流,池与池之间选择的通道或流液洞尺寸至关重要。一[2]般通过模拟试验来确定,这样极大地避免了传统池窑玻璃液“热历史”严重失衡的情况发生。新型池窑中3收稿日期:2004-07-06·50·玻璃与搪瓷2005年玻璃液最低停留时间与平均停留时间的比值为1∶5至1∶8,而最低与最高的停留时间之比高达1∶20。电助熔时由于电极的作用而使澄清区有稳定的上升液流,从而强化了澄清区的热点,并作为热屏障将由于品质不同而产生密
6、度差的玻璃液区分开来,进而起到澄清向均化的理想过渡。国内外研究人员对新型熔窑所采用的各项技术进行实验和计算,其结果见表1。表1新型混合加热熔窑的强化澄清技术加速传统池窑的澄清程度的比较强化方法加速传统池窑澄清的程度/%温度提高10℃4～10电加热30～60澄清剂200以下有深澄清池的窑20～40薄层区玻璃液处于1500℃时的澄清加速程度64薄层区玻璃液处于1600℃时的澄清加速程度280使玻璃液真空化15～20超声波处理玻璃液30～60加速澄清过程与超声波处理玻璃液相配合83～3652玻璃混合加热熔窑的结构和特点我国的混合加热熔窑不多。与电助熔窑相
7、比,混合加热熔窑的燃耗与电能输入相当,且不能随意关停,结构上亦与电助熔窑有显著区别。例如国内某著名光学玻璃厂混合加热熔窑(如图1)采用了电、气混合加热。90年代中期,我们采用国内外较新型的类似FLEX窑的玻璃混合加热熔窑(见图2)生产硼硅玻璃,旨在解决坩埚窑及小池窑都难以解决的诸多问题,为发展日池窑进行了有益的尝试和实践,取得了很好的效果。2.1熔窑结构熔窑严格按照玻璃熔化过程分成熔化部、澄清部、均化部和成型部。在熔化部采用纯电熔加热,形成冷窑顶,充分发挥玻璃电熔化的各项优点。在澄清部采用一阶梯形的薄层浅区结构,电、煤气混合加热,产生高温液流,不仅
8、充分排出了小气泡,而且阻断了玻璃的回流,既节省能源,又能使玻璃液有相当长的停留时间。在均化部内由密布电极均匀加热。然后,一
