1、浮法玻璃浮法玻璃熔化工藝熔化工藝胡文斌：胡文斌法玻璃熔化工藝浮法玻璃熔化工藝 一、玻璃熔窯的結構與耐火材料一、玻璃熔窯的結構與耐火材料二、熔化工藝基礎知識二、熔化工藝基礎知識三、熔化制度控制與操作三、熔化制度控制與操作四、熔化的故障與處理四、熔化的故障與處理五、熔化缺陷的識別與控制五、熔化缺陷的識別與控制 一、玻璃熔窯的結構與耐火材料一、玻璃熔窯的結構與耐火材料熔窯；是用耐火材料砌成的熔制玻璃的熱工設備，其作用是把合格的配合料制成無氣泡、無條紋、無析晶的透明玻璃液，并使其冷卻到成型所需的溫度料倉L吊墻吊墻胸墻胸墻大碹大碹噴火口噴火口矮碹矮碹吊墻吊墻后山墻后山墻投料機投

2、料機池底池底鋪面磚鋪面磚流道流道熔化部熔化部冷卻部冷卻部卡脖卡脖熔窯的立面圖熔窯的立面圖斜坡碹斜坡碹池壁池壁池底池底底煙道底煙道支煙道支煙道分支煙道分支煙道爐條碹爐條碹大碹大碹小爐碹小爐碹托板托板格子體格子體噴火口噴火口熔熔窯窯胸胸墻墻池池壁壁結結構構大碹大碹掛鉤磚掛鉤磚下間隙磚下間隙磚上池壁上池壁下池壁下池壁池底池底垛磚垛磚基礎基礎主梁主梁次梁次梁立柱立柱下巴掌鐵下巴掌鐵胸墻胸墻上巴掌鐵上巴掌鐵碹角碹角拉條拉條上間隙轉上間隙轉面磚面磚煤氣窯小爐結構煤氣窯小爐結構小爐碹小爐碹空水平道空水平道空上升道空上升道空蓄熱室空蓄熱室小爐后墻小爐后墻舌頭碹舌頭碹風火隔墻風火隔墻斜坡碹斜坡碹平碹平碹煤上升道

3、煤上升道煤上傾角煤上傾角煤蓄熱室煤蓄熱室前墻前墻煤下傾角煤下傾角小爐底板小爐底板煤氣窯換火結構煤氣窯換火結構 為了避免熔窯局部溫度及格子體上部溫度過高，減少窯體耐火材料的燒損，減小兩側溫差必須定期對窯爐的火焰方向進行換向。由于窯爐結構和使用燃料的不同換火的方式也會有所不同。1、煤氣窯爐換火換火時要先換煤氣再換空氣，因為如果先換空氣就會使一部分煤氣被吸入空氣蓄熱室及煙道，造成空氣與煤氣相遇，當煤氣與空氣的濃度達到一定比例時會發生爆炸的危險。中間煙道中間煙道煤氣煤氣廢氣廢氣SiO296%Al2O30.35%0.6%Fe2O30.7%CaO0.25%K2O+Na2O0.1%荷重軟化點1680真密度2

4、.302.35g/cm3常用耐火材料的性質及使用常用耐火材料的性質及使用1 1、硅磚、硅磚 硅磚是玻璃窯爐上較常用的耐火材料，是單一氧化物組成的酸性耐火材料，熱穩定性好，在650以下抗熱沖擊性極差。因此烤窯時，在650以下要緩慢升溫。硅磚的耐火度不是很高，但荷重軟化溫度高，可承受很高的壓力，適用于高溫下長期使用。性質；使用部位；承重的墻體及碹體部位，如；胸墻、大碹。常用耐火材料的性質及使用常用耐火材料的性質及使用2 2、粘土磚、粘土磚 粘土磚是偏酸性的耐火材料，隨著磚中氧化鋁含量的增加，其酸性逐漸減弱。它的導熱系數和熱膨脹率是所有耐火材料中最低的，其耐火度很高(15801770)但荷重軟化溫度

5、低，粘土磚的抗熱振性較好，波動范圍大，一般均大于10次，在玻璃窯爐中用作池底大磚。性質；使用部位；池底SiO25070%Al2O340%Fe2O31.51.8%荷重軟化點1400Al2O3高鋁磚80%剛玉磚80%Fe2O30.7%常用耐火材料的性質及使用常用耐火材料的性質及使用3、高鋁耐火材料高鋁耐火材料性質；使用部位；高溫和易侵蝕部位的墻體及碹體如；池壁、小爐噴火口。高鋁磚是指含Al2O346%以上的鋁硅酸質或純氧化鋁質的燒結制品。一般高鋁磚含Al2O380%以下，含Al2O3在80%以上的稱為剛玉磚。高鋁磚呈中性，它的真密度、耐火度、熱膨脹率、荷重軟化溫度都隨Al2O3含量的增加而提高，導

6、熱系數隨溫度升高而降低。剛玉磚按生產方法有燒結法和電熔燒鑄法兩種。燒結剛玉磚耐火度可達2000，使用可達1800，但其熱膨脹性大，與氣孔率相同的莫來石質耐火材料比較，其抗熱沖擊性差?，F基本已被剛玉磚替代現基本已被剛玉磚替代 以氧化鎂為主成分以方鎂石為主晶相的耐火材料統稱為堿性耐火材料。 它的導熱系數大，使用壽命長，體積密度大，氣孔率較低；熱膨脹系數隨溫度上升而直線增加，是各種耐火材料中最大的，使用中應注意留足夠的膨脹縫。在40160時長時間與水蒸汽接觸會發生水合作用，這會使磚體結構松散而損壞，所以貯存時要保持干燥。4、堿性耐火材料堿性耐火材料(含鎂耐火材料含鎂耐火材料)常用耐火材料的性質及使用

7、常用耐火材料的性質及使用普通鎂磚 含MgO91%左右，直接結合鎂磚 含MgO95%上，鎂硅磚 含SiO25%11%，。鎂鉻磚 ，含Cr2O38%20%。鎂橄欖石磚鎂鋁磚 富含Al2O3的材料，。鎂鈣磚 含CaO6%10%。性質；使用部位；蓄熱室格子磚，常用耐火材料的性質及使用常用耐火材料的性質及使用5 5、電熔耐火材料、電熔耐火材料電熔耐火材料是將精確配好的混合料在電弧爐中熔融，然后在砂型模中澆注成形后再進行機械加工。與燒結耐火材料比較，它具有結構致密、氣孔率很低、體積密度大、機械強度和高溫結構強度高、耐玻璃液侵蝕性強等特點。性質；使用部位；高溫及易侵蝕部位，如；前幾對小爐胸墻、舌頭碹、池壁。

8、主要品種有；電熔莫來石磚、電熔鋯剛玉磚、電熔鉻鋯剛玉磚、電熔石英磚、電熔剛玉磚等。比高鋁磚要好比高鋁磚要好常用耐火材料的性質及使用常用耐火材料的性質及使用6 6、輕質耐火材料、輕質耐火材料輕質耐火材料可以隔熱，屬于隔熱材料，能減少窯體散熱、節約能源，還可以減輕窯體質量，降低窯爐造價。作用；使用部位；墻體及碹頂外部部位，如；大碹外、胸墻外、池壁外。 按照使用溫度分為低溫型(小于900)，如硅藻土磚；中溫型(9001200)，如硅酸鈣、輕質黏土磚、硅酸鋁纖維；高溫型(1200以上)，如輕質高鋁磚、氧化鋁空心球。按照密度分為次輕質(1.01.3g/cm3)、輕質(0.41.0g/cm3)和超輕質(0

9、.4g/ cm3以下)。 結構部位耐火材料熔化部L型吊墻熔鑄33#AZS 、燒結鋯莫來石磚 、優質硅磚碹 頂優質硅磚胸 墻熔鑄33#AZS、熔鑄 Al2O3磚 、優質硅磚拐 角熔鑄41#AZS池 壁熔鑄33#AZS 、熔鑄36#AZS 、熔鑄41#AZS小爐底板、斜碹、側墻熔鑄33#AZS 、優質硅磚小爐口熔鑄33#AZS、熔鑄 Al2O3池 底熔鑄33#AZS 、燒結鋯莫來石磚、鋯莫來石倒打料、鋯剛玉倒打料、粘土大磚、低氣孔粘土磚卡脖分隔優質硅磚、燒結莫來石磚、硅線石磚蓄熱室碹 頂優質硅磚側 墻優質硅磚、直接結合鎂鉻磚、鎂橄欖石磚、尖晶石磚、低氣孔粘土磚格子體上段高純鎂磚、電熔鎂砂磚、熔鑄

10、Al2O3 、鋯莫來石磚、熔鑄鋯剛玉磚、鎂鋯磚中段.熔鑄鋯剛玉磚、鎂鋯磚、直接結合鎂鉻磚、鎂橄欖石磚、尖晶石磚下段低氣孔粘土磚、熔鑄鋯剛玉磚、硅線石磚爐 條低氣孔粘土磚、熔鑄33#鋯剛玉磚冷卻部碹 頂優質硅磚、BG96硅磚胸 墻優質硅磚、BG96硅磚池 壁.熔鑄 aAl2O3磚、熔鑄33#鋯剛玉磚池 底熔鑄 aAl2O3磚、.粘土大磚.入口平碹 Al2O3 、優質硅磚、BG96硅磚流道和流槽流 道熔鑄 aAl2O3磚閘 板熔融石英磚唇 磚熔鑄 aAl2O3磚各各部位常用耐火材料的選擇常用耐火材料的選擇二、熔化工藝基礎知識二、熔化工藝基礎知識料倉泡界線泡界線泡沫區泡沫區料層料層冷卻區冷卻區卡脖水

11、管卡脖水管攪拌攪拌稀釋風稀釋風 配合料在此溫度范圍發生一系列物理的、化學的和物理化學的反應，如受熱、水分蒸發、鹽類分解、多晶轉變、組分熔化以及石英砂與其他組分之間進行的固相反應。很快形成一層薄薄的熔體，它的厚度僅幾毫米，在重力的作用下往下流入到配合料縫隙中，同時配合料內部會放出大量的氣泡快速上升將熔體穿透并將熔融層與配合料推開，此種現象會不停的往返發生。之后形成由硅酸鹽及游離二氧化硅組成的不透明燒結物，其形成速度取決于配合料的性質和加料方式溫度。（一）玻璃的熔制過程（一）玻璃的熔制過程1、硅酸鹽形成階段8001000 玻璃液玻璃液水分水分料堆料堆熔體薄膜熔體薄膜氣體氣體 隨著溫度的不斷升高，硅

12、酸鹽和石英砂顆粒完全溶解于熔融體中，形成含有大量可見氣泡，條紋，在溫度上和化學上不均勻的透明玻璃液，在此過程中由于石英砂的溶解和擴散速度比各種硅酸鹽的溶解和擴散速度要慢的多，玻璃的形成速度實際上取決于石英砂的溶擴過程，而擴散速度又比溶解速度要慢的多，所以玻璃的形成速度最終還要看石英砂的擴散速度。此階段與上一階段很難劃分，在上一階段尚未結束時，玻璃形成階段已經開始。（一）玻璃的熔制過程（一）玻璃的熔制過程2、玻璃形成階段1000-1300 玻璃液玻璃液水分水分條紋條紋可見氣泡可見氣泡氣體氣體 隨著溫度的繼續升高，玻璃液的黏度降低約為10Pa.s，玻璃液中的可見氣泡，溶解氣泡，體積不斷增大，而逸出

13、玻璃液進入熔窯氣氛當中，這些大量的氣體和水分的損失的質量可能占配合料質量的15%-18%。這也就是說同等質量的配合料不可能生產出同等質量的玻璃的原因。通常玻璃的熔成率為83%。玻璃的澄清溫度大多在熔化部的尾端前1米處測量，一般不低于1390-1420。（一）玻璃的熔制過程（一）玻璃的熔制過程3、澄清階段1400-1500 水分水分條紋條紋粘度不均粘度不均氣體氣體溫度不均溫度不均 當玻璃液長時間處于高溫下，由于對流、擴散、溶解等作用，玻璃液中的條紋逐漸消除，化學組成和溫度逐漸趨向均一。此階段結束時的溫度略低于澄清溫度。 玻璃液的均化過程早在玻璃液形成階段時已經開始，然而主要的還是在澄清后期進行。

14、它與澄清過程混在一起，沒有明顯的界限，可以看作一面澄清，一面均化，且澄清加速了均化的進程，均化的結束在澄清之后，并一直延續到冷卻階段。此外，攪拌是提高均勻性的一個很好的方法。（一）玻璃的熔制過程（一）玻璃的熔制過程4、玻璃液均化階段 溫度均勻溫度均勻粘度均勻粘度均勻整體溫度高整體溫度高不適合成型不適合成型 將澄清和均化了的玻璃液均勻降溫，使玻璃液具有成型所需的黏度在冷卻階段應不破壞玻璃液的質量。浮法玻璃冷卻階段結束的溫度在11001050左右。（一）玻璃的熔制過程（一）玻璃的熔制過程5、玻璃液冷卻階段 溫度、粘度均勻溫度、粘度均勻整體溫度降整體溫度降至適合成型至適合成型稀釋風冷卻稀釋風冷卻自然

15、冷卻自然冷卻熔制；熔制；將合格的配合料經過高溫和熱熔融形成透明、純凈、均勻并適合于成型的玻璃液的過程稱為玻璃熔制。熔化率；熔化率；每平方米熔化面積上每晝夜熔化的玻璃液量。熔化面積；熔化面積；從投料池末端到最末一對小爐中心線一米處的熔化部的部分面積。(2)原料的性質 原料的性質及其種類的選擇對熔制影響很大，如硅砂顆粒大小、形狀及所含雜質的難熔性；配合料氣體含率，所含氣體的化學組成；為引入同一氧化物而達到最有利于熔制的礦物及化工原料的合理選擇等，都影響著玻璃熔制速度和熔化質量。（二）玻璃熔制影響因素（二）玻璃熔制影響因素(1)配合料化學組成 它對玻璃熔制速度具有決定性的影響，配合料的化學組成不同所

16、需的熔化溫度就不相同，配合料中堿金屬氧化物含量等對SiO2和Al2O3總量比值越高，則配合料越容易熔化。(4)加料方式 我國浮法玻璃生產企業多數采用薄層加料的方式，即料層的厚度控制在50150mm左右。上層的配合料由輻射和對流獲得熱量，下層則由玻璃液面通過熱傳導取得熱量，薄層投料使配合料中各組分容易保持分布均勻，使硅酸鹽形成和玻璃液形成速度加快。而且由于料層薄，有利于氣泡的排除，也縮短了澄清所需的時間。（二）玻璃熔制影響因素（二）玻璃熔制影響因素(3)配合料的調制 包括配合料的均勻性、含水量、碎玻璃用量的控制等。是否混合均勻對玻璃質量和熔制速度有極大關系，因此，應盡可能的將配合料混合均勻，并注

17、意在輸送和儲存過程中不受到較大振動以免引起分層現象。(6)窯內壓力、氣氛、玻璃液面以及泡界線是否穩定。熔化的“四小穩”直接影響到玻璃熔制的質量，只有控制四穩，才能生產優質合格的玻璃。（二）玻璃熔制影響因素（二）玻璃熔制影響因素(5)熔制的溫度制度 熔制溫度決定玻璃的熔化速度，溫度越高，硅酸鹽生成反應越劇烈，配合料顆粒熔解越快，玻璃液形成速度也越快。在溫度14001500范圍內，熔化溫度每提高1，熔化率就會增加2%。因此，提高熔化溫度是強化玻璃熔制、增加熔窯產能的有效措施。小爐序號1#2#3#4#5#6#山形曲線溫度分布oC143014801530155015201440燃料分配16182021

18、1689橋形曲線溫度分布oC149015101540157015501500燃料分配1520.320.721.7193.3雙高曲線溫度分布oC147515101550157515451500燃料分配18.118.514.122.121.37.0三、熔化制度控制與操作三、熔化制度控制與操作1 1、溫度作業制度、溫度作業制度 溫度曲線；是一條沿窯長方向的由幾個溫度測定點的溫度值連成的折線，反應的是窯爐上部空間的溫度，而不是玻璃液的溫度。一般測量小爐掛鉤磚的溫度。l雙高熱負荷點曲線，即在配合料區投入較多的燃料，強制熔化。增大熱點燃料量，強化玻璃的澄清和均化。適當減少泡沫區的燃料量，形成兩個熱障，有利

19、于料堆和泡界線的穩定。l山形曲線，熱點明顯、玻璃液對流強烈、泡界線清晰穩定，因此，應用較多。特別適合小型窯爐使用l 橋形曲線，熱點不明顯，向投料口的對流弱，泡界線模糊，容易產生跑料現象，目前應用較少。各種曲線各種曲線的特點的特點1.1.各種曲線的分類各種曲線的分類 影響窯壓的因素；影響窯壓的因素； 1.煙囪抽力的大小 2.溫度高低的影響 3.阻力的大小 4.廢氣量的大小窯壓是熔化工藝的重要參數，必須要求窯內的壓力能保持穩定和微正壓，對生產高質量的玻璃起到重要的作用。不同規模窯爐的生產過程中，窯壓參數的確定，跟窯內壓力的測量方式和測量位置有關。2 2、壓力作業制度、壓力作業制度 計算機計算機取壓

20、點取壓點旋轉閘板旋轉閘板大閘板大閘板1.溫度高低的影響2.投料速度的影響3.化料速度的影響4.拉引量的影響泡界線泡界線 投料機的推力，投料回流，物流的熔化作用，三者相互作用并平衡時。物料的前沿就會固定在某一個位置消失并與純凈的玻璃液之間形成一條整齊明晰的分界線。3 3、泡界線穩定作業制度、泡界線穩定作業制度 影響泡界線穩定的影響泡界線穩定的因素因素；投料回流料機推力料機推力生產生產回流熱點熱點料山區料山區泡沫區泡沫區泡界線泡界線 ；在玻璃行業中是一個非常重要的受控點，其形狀、位置、厚薄、清晰度是反應熔化作業好壞的重要標志，質量好的泡界線形狀應向外突出，相對對稱，位置應較穩定以利穩定各部位的液流

21、穩定，清涼整齊，線外鏡面區干凈無沫子，泡沫區應有一定的厚度。生產中要嚴格控制投料，穩定拉引量，合理穩定的控制風火配比，控制穩定的溫度及溫度梯度，有利于穩定泡界線。3.1 3.1 泡界線控制要求泡界線控制要求 投料回流生產生產回流液面液面正常生產中，玻璃液面的穩定不但能保證產品質量，而且也有利于延長窯爐的使用壽命。因此，玻璃液面的控制是熔化工藝控制中的一個重要指標，也是玻璃窯爐的“四小穩”之一。玻璃液面的高低是以投入配合料的數量來控制的，投入熔窯的配合料量和成型取用的玻璃液量相平衡時，液面就能保持不變。4 4、液面穩定作業制度、液面穩定作業制度 參照物參照物圖像采集圖像采集倒影倒影料機計算機計算

22、機 1、熱點以前的為弱還原氣氛，燃燒產物檢測為a1，以保證與芒硝預先混合的碳粉不被燒掉，以利以后階段芒硝的高溫充分分解。 2、熱點區為還原氣氛或中性氣氛，燃燒產物檢測為a=1不能使該區為氧化焰，否則會形成大量的致密泡沫層，不利于玻璃的澄清和均化。 3、熱點后為氧化氣氛，燃燒產物檢測為a1這樣不僅可以將微氣泡中少量SO2.SO3.O2吸收，而且可以將未排出的極少量的CO2.CO轉化為CO2而被吸收，(CO2在玻璃中的溶解度遠遠大于CO)之后多余的O2可以使多余的碳粉燒盡而不會使玻璃著色。5 5、熔制的氣氛制度、熔制的氣氛制度 空氣過剩系數：燃料在實際燃燒中為防止不完全燃燒而造成的燃料空氣過剩系數

23、：燃料在實際燃燒中為防止不完全燃燒而造成的燃料損失常常損失常常 料倉堵料；(1)料倉堵料:因配合料水分過高或溫度過低容易造成料倉堵料。處理方法是將料倉排空，取出堵料。(2)下料不均:主要原因是由于熟料分配不均或投料機調整料層的料板有問題，應及時與原料或設備維修部門聯系解決。投料機運轉正常跑空車?(1)投料機閘板掉落:配合維修工修理，提起閘板。(2)料塊或異物堵車:如配合料水份過大，屯積時間過長造成塊料堵車或料倉混入異物造成堵車，要盡快疏通堵料。(3)如檢查處理時間較長，不能維持正常液面時，可與成型聯系適當降速，降低拉引量。四、熔化的故障與處理四、熔化的故障與處理1.投料故障大閘板鋼絲繩斷落事故

24、煙道上的大閘板是調節和控制熔窯內的壓力大小的主要設備，如果鋼絲繩段落，沒有及時處理就會直接影響到窯內壓力和煙氣的排放，甚至影響玻璃的質量。廢氣交換器閘板斷落時，就會影響到換火，處理不當會導致窯內溫度過高，橫向溫差過大，甚至燒壞攝像儀，因此發生此事故時必須及時正確處理。處理原則；降低拉引量、降低風火、避免設備的燒損、窯的后期要特別觀察是否漏液、及時排除故障并解除四、熔化的故障與處理四、熔化的故障與處理2.設備故障玻璃斷板事故（1）時間短時降低投料速度，嚴格控制液面。（2）時間長時停止投料，根據處理時間長短決定是否退出投料機（3）根據時間長短決定是否采取調整風火量等相應措施（4）調整的原則：保證配

25、合料完全熔化、熔窯各部分不要過熱、冷卻部玻璃液不能過冷的基礎上調整窯內溫度和壓力; 不燒損冷卻風噴嘴為度減少冷卻部微調風量。四、熔化的故障與處理四、熔化的故障與處理3.關聯故障停電（時間較長）處理的注意事項。（1）較長時間停電導致氣、風全停，窯壓控制失靈，此時應迅速打手動，人工手搖落大閘板，以保持窯壓，減慢降溫速度;（2）檢查是否斷水，如斷水，參照停水處理程序處理。如停電時間很長，則有必要拉出卡脖水包及攪拌器并對窯體保溫。（3）應注意巡回檢查池壁，防止跑玻璃液并做好應急措施。（4）切斷所有運轉設備電閘及風機閘板，防止突然來電造成新的事故。（5）來電后首先將窯內火焰恢復正常，然后依次打開助燃風機、保窯風機、投料機（池壁風機要緩慢增加風量）。（6）有計劃的提高溫度保證熔化質量。 四、熔化的故障與處理四、熔化的故障與處理4.特殊故障停水事故處理的注意事項（1）停水時，根據持續時間決定是否