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耐火材料行业知识

玻璃熔窑池底鼓泡技术的优点及鼓泡区耐火砖的配置

池底鼓泡技术是在玻璃熔窑熔化带与澄清带之间的池底设置一排或两排鼓泡点,由此向窑内鼓入一定压力的气体,在不破坏玻璃液正常对流的情况下,通过气泡的上升运动带动周围玻璃液运动,从而促进玻璃液的澄清和均化。

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鼓泡技术的优点

鼓泡后,在玻璃熔窑的热点附近增加了一个由下而上的环形液流,见图1,使热点所形成的热对流得到加强,可以有效地挡住尚未熔融好的浮渣流向澄清带。气泡的上升带动周围玻璃液运动,促进玻璃液中气泡的排除。鼓泡的翻腾搅拌作用提高了池底玻璃液温度,加强了玻璃液之间的热交换,能显著改善玻璃液的化学均匀性和热均匀性,提高玻璃制品的均匀度,使产品的气泡、结石和条纹等缺陷大为减少。鼓泡还能增加出料量,节省能源。在各种玻璃制品的生产特别是在茶色、绿色等透热性较差的颜色玻璃熔制过程中采用鼓泡技术效果更好。

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鼓泡的技术参数

虽然池底鼓泡具有许多优点,但如果设计或操作不当,可能会适得其反,反而会使玻璃中气泡等缺陷增多。因此合理设计鼓泡装置、控制鼓泡参数非常重要。

①鼓泡点的位置、数量、距离和排列方式

比较适宜的鼓泡位置是在窑内热点处或热点后面一点,这样形成的玻璃液回流与热点形成的回流基本重合,更好地发挥挡料和搅拌作用,否则会破坏窑内玻璃液的流场,容易产生气泡和结石。

鼓泡点的数量与泡径的大小、鼓泡点之间距离、窑宽等因素有关。一般每6~10m2熔化部面积设置1个鼓泡点。鼓泡点之间的距离为0.4~0.8m。泡径越大,鼓泡点的数量越少,鼓泡点之间的距离越大。为了防止池壁过分损坏,最边上的鼓泡点与池壁之间的距离不宜小于0.8~1m。

鼓泡点的排列方式与鼓泡点的数量、熔窑大小有关。较小的熔窑大多为单行排列,大型窑双行交错排列。鼓泡点大多直线排列,有时也可以按照泡界线的形状排列。

②鼓泡的方式、速度、大小和压力

有低压连续鼓泡和高压脉冲鼓泡两种鼓泡方式。

低压连续鼓泡所用压力与所得气泡的直径均较高压脉冲鼓泡为小,而鼓泡速度较快。鼓泡速度取决于对玻璃液的搅拌强度,通常为20~40个/min。

高压脉冲鼓泡时,鼓泡速度较慢,为2~15个/min,气泡直径约在100~250mm。

鼓泡压力取决于玻璃液的黏度和深度以及供气的方法。压力过大和气体流量过大时,正常的气泡状转为射流状,玻璃液中除有大气泡外,还会出现小气泡,不利于澄清。低压连续鼓泡的鼓泡压力为0.03~0.05MPa。当压力小于0.02MPa时,鼓泡作业难以稳定并容易“熄灭”。高压脉冲鼓泡的鼓泡压力0.2~0.4MPa。为防止在间隔时间内玻璃液倒流入鼓泡嘴,需要维持0.01~0.02MPa的平衡压力。

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鼓泡喷嘴的结构和安装

由于鼓泡后池底玻璃液温度明显升高,喷嘴附近玻璃液流动速度加快,特别是使池底的不动层玻璃液也参与流动,因而对鼓泡点附近池底耐火材料的侵蚀加剧,处理不好,容易造成漏料,缩短窑龄。因此,鼓泡喷嘴应该耐高温、耐侵蚀、强度高、不易氧化。常用的材料有铂和铂铑(作喷嘴的头部)、耐热钢、刚玉、二钼化硅、金属陶瓷等。鼓泡喷嘴的内径一般在1~3mm,喷嘴上面一般开若干小孔,既便于气泡形成,又能防止玻璃液倒流进入鼓泡喷嘴中。

喷嘴砖要采用抗侵蚀极强的41号氧化法AZS砖,并且,喷嘴砖前后两排池底砖应高出其他池底砖50~100mm,喷嘴砖又应高出前后两排池底砖50~100mm,形成阶梯形状,见图2。

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鼓泡喷嘴深入玻璃液的程度对于鼓泡非常重要。深入太多,对于玻璃液的搅拌作用不够强烈,且玻璃黏度较小,鼓泡间歇期玻璃液容易倒流进喷嘴里;深入太少,对池底耐火材料的侵蚀太严重,会影响熔窑寿命。喷嘴一般高出池底200~500mm,并且高出喷嘴砖50~100mm,以防玻璃液流速过快对鼓泡嘴造成冲刷和引起鼓泡管堵塞现象。

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鼓泡气源

鼓泡气源一般使用净化压缩空气。无润滑空气压缩机出来的空气经过冷冻干燥除尽水分,再经过粗过滤器、细过滤器净化处理。因为鼓泡喷嘴在整个窑炉周期内均在高温玻璃液中连续运行,净化不好的空气中带有水、油及灰尘等杂质,将在鼓泡喷嘴细小的内壁上结垢,会堵死出气孔,造成“结垢堵塞”。供气压力要稳定,并且要有备用气源,防止停电等突发情况。


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