熔窑玻璃液流及卡脖深层水包的能作用.doc

熔窑玻璃液流及卡脖深层水包的节能作用 -------------------------------------------------------------------------------- 发表日期：2008年9月24日 已经有374位读者读过此文 山西青耀玻璃厂 摘 要：通过系统阐述玻璃熔窑中玻璃液的流动状态， 结合浮法玻璃熔窑实际操作经验，为熔化工艺指标的调整提供了理论依据。对设置卡脖水包有了更进一步的认识，尤其对其节能作用的观点在生产实践方面得到了验证。 关键词：熔窑 玻璃液流 卡脖水包 节能 １ 引言 浮法玻璃熔窑中玻璃液纵向和横向方向都存在温度差，由于各处的温度不均匀，必然导致玻璃液的密度不均匀，根据流体力学的原理，产生了池窑中玻璃液的流动，在投料机的连续给料和锡槽的连续取料的共同作用下，窑池中玻璃液存在着复杂的流动，对熔化的影响很大，正确掌握池窑中玻璃液的流动状态及规律并予以有效控制是生产优质浮法玻璃的保证，同时也为延长窑龄，节约能耗方面起到积极作用。作者正是在对池窑中玻璃液流分析研究的基础上，通过在生产线上实践，对卡脖水包的功效有了更深刻的了解，它的节能效果是在原来认识基础上的突破，尤其是生产透热性差的颜色玻璃时，其节能更为显著。 ２ 熔窑中玻璃液流的研究 ２.１池窑内玻璃液流的成因 众所周知，窑池内玻璃液流动是由温度差所引起，而玻璃液的密度与温度成反比，因此，温度差必然造成密度差，窑池内各部位存在不同密度玻璃液的情况下，就难免产生玻璃液的流动，从理论上作以解释：（见图一） 设Ａ是温度高的部位，其密度为＆Ａ，Ｂ是温度低的部位，其密度为＆Ｂ，显然＆Ａ〈＆Ｂ，假设在Ａ、Ｂ两处玻璃液之间用隔板将其隔开，使其不能相互流通，但仍保持它们对窑底的静压强相等，则有： Ｐ＝ＨＡ＆Ａg＝ＨＢ＆Ｂg 式中：Ｐ──静压强 ＨＡ、ＨＢ──分别为Ａ、Ｂ两处的液面高度 ＆Ａ、＆Ｂ──分别为Ａ、Ｂ两处玻璃液的密度 g──重力加速度 因为＆Ａ〈＆Ｂ，所以ＨＡＨＢ，密度差越大，其高度差也越大，如果将隔板移开，在高度差的作用下，Ａ处上部的玻璃液必然要向Ｂ处流动，由于高度差的变化，会造成对池底的静压强变化，在ＯＯ平面以上，玻璃液由Ａ流向Ｂ，而在ＯＯ平面以下，玻璃液又从Ｂ流回Ａ，在不考虑外界影响因素的情况下，Ａ、Ｂ要达到相同的液面，从Ａ流向Ｂ的玻璃液量和由Ｂ回到Ａ的玻璃液量是相同的，只有这样玻璃液的高度才处于稳定，由此，可以得出结论：熔窑中玻璃液上部是由高温区流向低温区，而下部是由低温区流回高温区。我们把这种循环流动称为对流，玻璃液的温度梯度越大，其对流越激烈。 ２.２ 影响池窑玻璃液对流的因素 ２.２.１ 玻璃液的温差 前面已经论述，由于温度差引起玻璃液的密度差和静压差，随着静压差的增大，其对流增强。 ２.２.２ 玻璃液的粘度 玻璃液的流动必须要克服各层之间的相互滑动摩擦力，这就与玻璃液的粘度有关，粘度越大，相应摩擦力增大，对流减弱，玻璃液的粘度除与温度有关外，还与玻璃的化学成分有关，粘度随温度的提高而减小，所以，池窑中玻璃液表面温度较高，故流速也最大，越往池底温度越低，其流动性也变差，靠近池底，玻璃液几乎成了“不动层”。 ２.２.３ 玻璃液的颜色 玻璃液的颜色不同，其透热性也不同，透热性差的玻璃液，延深度方向上温降也大，流动层也减薄，对流也随之减弱，如生产透热性较好的白玻璃时，池窑液面附近玻璃液的温降为5－15℃／厘米，而生产透热性较差的绿色玻璃时，在液面附近的温降一般为10－20℃／厘米。故一般生产透热性较差的玻璃时，容易出现投料口处“冻料”以及流道处玻璃液温度下降的现象，这是窑中纵向对流减弱的原因。 ２.２.４ 池窑的结构 由于池窑结构不同而造成散热条件的不同，相应造成对流的变化，尤其是玻璃液的分隔装置──卡脖大水包影响更大。 ２.２.５ 投料推力、成型引力、火焰长度及油枪角度等都会不同程度地影响对流。 ３ 池窑中玻璃液流的组成 池窑中玻璃液的对流，按成因可分为生产流和热对流，按流动方向可分为纵向对流和横向对流。 生产流是由于锡槽不间断地取用玻璃液和投料口不停地投料所形成的流动，我们也可称之为强制对流；热对流是由于窑中各处玻璃液的温度差所造成的流动，也可称为自然对流，这两种对流在浮法玻璃池窑中是同时发生作用的。根据模拟研究资料表明：投料循环液流是熔窑总体标准澄清潜力值的５０％-７０％，为池窑总体标准均化值的７０％－９０％，由此可以看出玻璃液的澄清和均化大部分是在投料