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1、熱工設(shè)備知識(shí)梳理新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)是以“懸浮預(yù)熱”技術(shù)和“窯外分解”技術(shù)為核心,是目前水泥行業(yè)成熟而先進(jìn)的水泥煅燒技術(shù)。筒(旋風(fēng)筒)管(聯(lián)接管)爐(分解爐)窯(回轉(zhuǎn)窯)機(jī)(冷卻機(jī))1. 按水泥煅燒熟料窯的結(jié)構(gòu)分類:(1)立窯,普通立窯和機(jī)械立窯;(2)回轉(zhuǎn)窯,濕法、干法和半干法回轉(zhuǎn)窯。2. 回轉(zhuǎn)窯特點(diǎn):熱耗較高,生料易于均化,成分均勻,熟料質(zhì)量較高,并且輸送方便,粉塵少。對(duì)硅酸鹽水泥的濕法回轉(zhuǎn)窯而言,生料在回轉(zhuǎn)窯中經(jīng)高溫煅燒發(fā)生一系列物理的、化學(xué)的和物理化學(xué)的變化,最后形成熟料。3. 水泥熟料的燒制過程: 預(yù)熱階段(室溫900):生料中殘余水的排除,500 結(jié)構(gòu)水排出,隨著生料升溫,少量M
2、gCO3分解。 分解階段(9001000 ):碳酸鈣分解,吸收大量的熱量。 固相反應(yīng)階段(10001250 ):各種氧化物之間發(fā)生固相反應(yīng),形成了一些礦物。 燒成階段(125014501300 ):出現(xiàn)液相。最終產(chǎn)物為玻璃相以及C3S,C2S,C3A,C4AF。 冷卻階段(1300100):快速冷卻,可保持一定的玻璃體,還可防止-C2S-C2S從而提高水泥強(qiáng)度且有利于粉磨和輸送及余熱回收。4. 原理:第一,水泥生粉料從第一級(jí)預(yù)熱器(簡(jiǎn)稱旋風(fēng)筒)和第二級(jí)旋風(fēng)筒之間的聯(lián)接管道加入,在旋風(fēng)筒內(nèi)利用離心力的作用進(jìn)行氣固分離,出第四旋風(fēng)筒的預(yù)熱生料進(jìn)入分解爐,在分解爐內(nèi)完成大部分的碳酸鈣的分解,分解后的
3、生料進(jìn)入C5內(nèi), 經(jīng)氣固分離后生料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi),再經(jīng)煅燒,經(jīng)一系列物理化學(xué)反應(yīng)后,成為水泥熟料,進(jìn)入冷卻機(jī)冷卻后,進(jìn)入熟料庫(kù),最后熟料、石膏、混合料按一定的比例在水泥磨內(nèi)混合粉磨后成為水泥。 第二,來(lái)自煤磨的燃料被分成兩部分大部分煤粉(6070%)被氣力輸送泵送到分解爐內(nèi)燃燒,供碳酸鈣分解需大量的熱量小部分煤粉(4030%)被送到窯頭噴入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒,產(chǎn)生的煙氣供給回轉(zhuǎn)窯煅燒熟料 第三,整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)燃料燃燒所需助燃空氣被分成三部分(1)來(lái)自窯頭的鼓風(fēng)機(jī)-一次空氣,攜帶煤粉經(jīng)煤管直接噴入到回轉(zhuǎn)窯內(nèi),使火焰有一定的剛度;(2)來(lái)自水泥冷卻機(jī)的預(yù)熱空氣-二次空氣,從窯頭進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)。作用:窯頭煤粉燃燒
4、的主要助燃空氣;(3)來(lái)自水泥冷卻機(jī)的預(yù)熱空氣-三次空氣,進(jìn)入分解爐內(nèi)。作用:分解爐內(nèi)煤粉的助燃空氣 二次空氣、三次空氣預(yù)熱的溫度越高越好,能增加帶入窯內(nèi)熱量。一次空氣不能預(yù)熱,否則會(huì)使煤粉揮發(fā)份在煤管中提前溢出,可能造成煤粉爆炸事故 5. 新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的幾個(gè)重要指標(biāo):回轉(zhuǎn)窯的發(fā)熱能力Qyr,水泥熟料的實(shí)際燒成熱耗q,回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒帶的截面熱力強(qiáng)度qA(燃燒帶的截面熱負(fù)荷)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒帶的表面熱力強(qiáng)度qF(燃燒帶表面熱負(fù)荷),回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒帶容積熱力強(qiáng)度qv(燃燒帶的容積熱負(fù)荷),回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒帶的空氣過剩系數(shù),回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的熱效率 PS:水泥熟料的理論熱耗:由0的干生料,在沒有任何熱量損失
5、和物料損失的情況下,燒成1kg冷卻到0的水泥熟料所需要的熱量,KJ/kg-熟料入窯生料的分解率:入回轉(zhuǎn)窯中已分解的碳酸鹽量占原來(lái)未分解的碳酸鹽量的百分?jǐn)?shù),它在數(shù)值上等于生料中分解出來(lái)的CO2量占生料中總CO2的百分?jǐn)?shù)(1)表觀分解率e=(生料中原有的燒失量-樣品中殘留的燒失量)/生料中原有的燒失量e=10000(L1-L2)/L1(100-L2)%(2)真實(shí)分解率et=e-100mfh(efh-e)(100-L1)/(10000-L1efh)%或et=e-100mfh (100-L1) (L2-Lfh)/L1(100-L2)%入窯生料包括預(yù)熱生料和被廢氣攜帶出窯后又被風(fēng)筒所收集下來(lái)的飛灰,將大
6、部分分解的窯灰對(duì)所起的樣品的影響排除得到真實(shí)的數(shù)據(jù)。6. 旋風(fēng)預(yù)熱器的作用:實(shí)現(xiàn)氣(廢氣)、固(生料)之間的高效換熱。從而到達(dá)提高生料溫度,降低廢氣溫度的目的?;玖鲃?dòng)方式:旋轉(zhuǎn)流和噴射流功能:分散、換熱、分離。旋風(fēng)預(yù)熱器的工作原理:(1)生料粉在廢氣中分散與懸浮 (2)氣、固之間換熱(80%在聯(lián)結(jié)管道內(nèi)完成,20%在旋風(fēng)筒內(nèi)) (3)氣、固相的分離,生料粉的收集(在旋風(fēng)筒內(nèi)完成)7. 影響旋風(fēng)預(yù)熱器預(yù)熱效率的因素:換熱公式Q=Ft :換熱系數(shù). 流速越大,對(duì)流傳熱系數(shù)越大F: 接觸面積t:氣固兩相溫差 因素之一:粉料在管道中的懸浮 選擇合理的喂料位置, 氣流的類型:旋轉(zhuǎn)氣流、噴騰氣流,在喂料
7、口加裝撒料裝置-目的是促使物料分散,來(lái)料均勻性因素之二:氣、固相的傳熱 對(duì)流換熱,懸浮換熱效果取決于生料在氣流中的分散程度(中高速1822m/s),多個(gè)旋風(fēng)換熱單元相串聯(lián)組成旋風(fēng)預(yù)熱系統(tǒng)。因素之三:氣、固分離效率 旋風(fēng)筒的直徑(小高),旋風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口的類型與尺寸(切向入筒,減小渦流,多邊形口),出風(fēng)管(內(nèi)筒)的尺寸和插人深度(小深高),旋風(fēng)筒的高度(高利高),其他(粉料顆粒的大小、氣流中的粉料濃度、鎖風(fēng)閥的嚴(yán)密程度) PS 分離效率的提高會(huì)影響到流動(dòng)阻力損失的增大。8. 克服旋風(fēng)筒內(nèi)部旋風(fēng)的風(fēng)尾在旋風(fēng)筒錐體內(nèi)引起的“二次飛揚(yáng)”問題:延長(zhǎng)旋風(fēng)筒的長(zhǎng)度(大于旋轉(zhuǎn)氣流的自然長(zhǎng)度),在旋風(fēng)筒的錐體部分,
8、采用隔離膨脹倉(cāng)技術(shù),設(shè)置隔離導(dǎo)向錐 ,(即鎖風(fēng)閥:避免排除的粉料被逆流上升的氣流吹起而造成二次飛揚(yáng),影響氣固分離效率)PS 提高分離效率的措施綜合方向:開發(fā)新型高效、低阻的旋風(fēng)筒、新型換熱管道、新型鎖風(fēng)閥、新型撒料裝置。9. 各級(jí)旋風(fēng)筒的氣固分離效率c的影響: c5c4c3c2 c1 ,此順序也是預(yù)熱器換熱效率的影響順序?qū)嶋H上c1的排塵量大,會(huì)增加料耗,熱耗和后面電除塵的電耗增大所以各級(jí)旋風(fēng)筒氣固分離的效率對(duì)整個(gè)系統(tǒng)熱效率的影響是c1c5c4c3c211. 各級(jí)旋風(fēng)筒表面散熱損失的影響:越往下,旋風(fēng)筒及連接管的表面溫度越高,所以表面散熱損失大,應(yīng)加強(qiáng)此處的保溫,散熱多,熱效率降低。12. 各級(jí)
9、旋風(fēng)筒漏風(fēng)量的影響:漏風(fēng)量不僅會(huì)降低自身的溫度和熱效率,降低生料的預(yù)熱效果,增加熱耗,還會(huì)增加排風(fēng)機(jī)的負(fù)擔(dān)和電耗 各級(jí)旋風(fēng)筒處漏風(fēng)量對(duì)系統(tǒng)熱效率影響順序是:lokc5 lokc4 lokc3 lokc2 lokc1PS 預(yù)熱器出口的廢氣溫度(物料預(yù)熱的溫度)隨級(jí)數(shù)的增多而降低(升高),隨著級(jí)數(shù)的增加,升溫曲線趨向平緩。級(jí)數(shù)多,總換熱效率增高,電耗增加,增加投資費(fèi)用。 13. 旋風(fēng)筒改進(jìn):在旋風(fēng)筒入口或出口處增設(shè)導(dǎo)向葉片,筒體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)(截面積減小,高度增加,排氣管內(nèi)直徑增大,入風(fēng)口增大,錐形底),下料口結(jié)構(gòu),進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)管的結(jié)構(gòu),旋流方式的改進(jìn)。(降低阻力)14. 預(yù)熱器系統(tǒng)的阻力與預(yù)熱器結(jié)構(gòu)
10、:旋風(fēng)筒進(jìn)氣口切向氣流與旋轉(zhuǎn)氣流的碰撞干擾、旋風(fēng)筒內(nèi)內(nèi)旋流與外旋流氣固兩相流的不斷變化、氣流在旋風(fēng)筒錐部的轉(zhuǎn)向、上升旋風(fēng)筒內(nèi)壁與兩相流的摩擦損失。阻力(沿程阻力和局部阻力)與速度、流場(chǎng)、錐部折返上行運(yùn)動(dòng)(KS-5臥式),結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)來(lái)降低阻力。1. 分解爐:將生料中碳酸鈣分解過程提到窯外進(jìn)行,加快其分解,提高其分解率,入窯物料的表觀分解率可提高到85%-90%;“第二熱源”減輕熱負(fù)荷 延長(zhǎng)使用壽命;完善工藝按爐內(nèi)主氣流運(yùn)動(dòng)形式來(lái)分:旋流式旋流效應(yīng);噴騰式噴騰效應(yīng);懸浮式懸浮效應(yīng);流化床式流態(tài)化效應(yīng) 。 “綜合效應(yīng)”按全窯系統(tǒng)主氣流運(yùn)動(dòng)方式來(lái)分:第一種類型(a)-同線型 分解爐所需助燃空氣全部由窯內(nèi)
11、通過,無(wú)三次風(fēng)管。(節(jié)省、方便、冷卻機(jī)型任意、過多空氣通過窯內(nèi)影響操作)第二種類型 (b)-同線型 分解爐需助燃空氣由三次風(fēng)管提供,并在爐內(nèi)與窯氣混合。第三種類型 (c1,c2,c3)-(半同線型,異線型,旁路放風(fēng)型)分解爐所需助燃空氣由三次風(fēng)管提供,窯氣不入爐。(爐內(nèi)燃料在純空氣中燃燒) PS C1:窯氣在分解爐后與出分解爐的爐氣混合,再入預(yù)熱器系統(tǒng)。 C2:窯氣不與出分解爐的爐氣混合,各自經(jīng)過一個(gè)單獨(dú)的預(yù)熱器系統(tǒng)。 C3:窯氣從窯尾排出,可余熱利用或旁路防風(fēng)。 F列(爐列) K列(窯列)2. 評(píng)議分解爐的特征要點(diǎn): (1)氣體流動(dòng):氣體進(jìn)入方式(窯氣,空氣進(jìn)入方式) (2)下料點(diǎn)的位置:燃
12、料噴口、生料入口 (3)分解爐的溫度 (4)燃料燃燒條件 (5)粉料與氣體的停留時(shí)間3. 回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu):筒體(一定斜度、窯口護(hù)鐵、窯頭冷風(fēng)套),輪帶(滾圈,全部重力),托輪(清潔光滑潤(rùn)滑溫度平衡),擋輪(液壓擋輪-窯尾靠近窯頭側(cè)限制或控制窯體軸向竄動(dòng)),密封裝置(負(fù)壓,防止漏風(fēng)漏料 窯頭:迷宮式或氣封式;窯尾:接觸式;氣動(dòng)式和復(fù)合式),薄片式密封。傳動(dòng)裝置(保證窯的旋轉(zhuǎn)和調(diào)節(jié)窯的轉(zhuǎn)數(shù),附屬電機(jī)和減速機(jī),故障和維修),附屬設(shè)備(燒成帶的軸流風(fēng)機(jī):利于窯皮的形成,保護(hù)筒體;傳感器:溫度力矩縱向高度位置-液壓擋輪;窯頭罩) (尾高頭低)4. 回轉(zhuǎn)窯的功能:1)燃料燃燒設(shè)備(燃料充分燃燒、煅燒提供熱量
13、);2)熱交換設(shè)備(均勻溫度場(chǎng)滿足生產(chǎn)換熱要求);3)高溫化學(xué)反應(yīng)設(shè)備(熱量、溫度、停留時(shí)間的要求);4)輸送設(shè)備(輸送物料和氣流通過)5. 回轉(zhuǎn)窯的工作原理:(1)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料的運(yùn)動(dòng)(窯尾到窯頭):Di(窯內(nèi)有效內(nèi)徑) vm ;轉(zhuǎn)速越快, vm;回轉(zhuǎn)窯的斜率 vm ;物料的填充率應(yīng)越大,窯的轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)越大;物料的休止角 vm (物料的粘度越大,流動(dòng)性困難,則 vm ;易燒性好的物料,在窯內(nèi)煅燒時(shí)間短,則 vm )PS: 在窯喂料量不變時(shí),窯速加快,會(huì)使窯的填充率降低。此時(shí)窯的產(chǎn)量并未增加;但由于是簿料快轉(zhuǎn),有利于熟料煅燒均勻,質(zhì)量提高;傳熱效果好,熱耗降低;窯皮、窯耐火磚受熱波動(dòng)小,窯的安全運(yùn)轉(zhuǎn)
14、周期長(zhǎng)。 在窯填充率不變時(shí),讓窯速與喂料量同步增加或減少,即窯的產(chǎn)量高低時(shí)刻伴隨著窯速的快慢進(jìn)行。但由于窯的熱負(fù)荷要相應(yīng)改變,窯皮與窯襯所承受的熱負(fù)荷也要變化,勢(shì)必影響窯的安全運(yùn)轉(zhuǎn)周期。這種方法慎用。(2)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的燃料燃燒:一次風(fēng)是通過主燃燒器強(qiáng)制送入窯的自然空氣,由窯頭燃燒器的一次風(fēng)機(jī)供給。作用:輸送煤粉,并供煤中揮發(fā)份燃燒所需的氧。風(fēng)量占總風(fēng)量:15%。一次風(fēng)是常溫,風(fēng)量過大,入窯后吸熱,使熟料煅燒的熱耗增加,熱效率降低;煤中揮發(fā)份低時(shí),需要的一次風(fēng)應(yīng)少些;不利于NOx的排放。一次風(fēng)過少,揮發(fā)份燃燒慢,影響煤的燃燒速度,同時(shí)煤對(duì)噴煤管的磨損加大,設(shè)備損壞嚴(yán)重。二次風(fēng)經(jīng)冷卻機(jī)被預(yù)熱后入窯,
15、對(duì)氣流產(chǎn)生強(qiáng)烈的擾動(dòng),有利于碳的燃燒。調(diào)節(jié)火焰長(zhǎng)短,窯尾溫度高低以及供燃料焦炭粒子燃燒所需的氧并能回收熟料的熱量。當(dāng)一次風(fēng)不變時(shí),二次風(fēng)大小決定著窯內(nèi)抽風(fēng)能力大小。二次風(fēng)大,火焰長(zhǎng),否則短。 6). 煤粉燃燒過程的控制:火焰的溫度、長(zhǎng)度、著火位置及形狀 影響火焰溫度:煤的熱值;煤的揮發(fā)份;煤的灰分;煤的水分;煤粉的細(xì)度;燃燒所需空氣用量;二次風(fēng)溫;窯體燒成帶壁溫度等。PS 增加燃料量不是總能提高火焰輸出的熱量,但是減少燃料量總是會(huì)降低熱量輸出。燃燒帶火焰長(zhǎng)度-主要決定于燃燒帶氣體流速 火焰長(zhǎng)度:決定了窯的燒成帶的長(zhǎng)度(全焰長(zhǎng)度-噴煤管到火焰末端;燃焰長(zhǎng)度-開始著火到火焰末端)PS 在發(fā)熱量一定
16、的條件下,火焰越長(zhǎng),燃燒帶溫度越低,過早出現(xiàn)液相,易結(jié)圈,尾溫高?;鹧嬖蕉?,高溫部分集中,窯襯壽命短。 影響火焰長(zhǎng)度因素:氣流速度(快長(zhǎng));煤粉燃燒速度(煤愈細(xì)、二次風(fēng)溫越高,燃燒快,火焰長(zhǎng)度愈短;煤水分越高,火焰越長(zhǎng)。);噴嘴結(jié)構(gòu)(三風(fēng)道、四風(fēng)道噴煤管) 7). 三風(fēng)道噴煤管:一次空氣量少,煤粉的燃燒強(qiáng)度高,火焰形狀調(diào)整幅度大,燃燒穩(wěn)定,對(duì)各種煤有很好的適用性;NOx濃度降低,熱耗減少,燒出的熟料粒度小,脆性大。PS 加大內(nèi)(外)風(fēng),被吸入的二次風(fēng)增多,火焰長(zhǎng)度增長(zhǎng)燒成溫度偏低時(shí),適當(dāng)減少煤風(fēng) 火焰穩(wěn)定器穩(wěn)定器有何主要作用? (1)在火焰根部產(chǎn)生一個(gè)較大的回流區(qū),可減弱一次風(fēng)的旋轉(zhuǎn),使火焰更
17、加穩(wěn)定,溫度容易提高。 (2)火焰穩(wěn)定器的直徑較大煤風(fēng)環(huán)形層的厚度減薄,煤風(fēng)混合均勻充分,一次風(fēng)容易穿過較薄的火焰層進(jìn)入到其中,縮短了“黑火頭”。 攏焰罩有何作用?(1)產(chǎn)生碗狀效應(yīng),可避免空氣的過早擴(kuò)散,在火焰根部形成一股縮頸,降低窯口溫度,使窯體溫度分布合理,火焰的峰值溫度降低。(2)軸向外凈風(fēng)的分孔式噴射, 軸向外凈風(fēng)改變了原來(lái)的連續(xù)式環(huán)形間隙噴射,采用了均勻間斷式的小孔噴射。(3)小孔為均勻排列的小矩形,由第一層套管內(nèi)壁加工出的矩形溝槽和第二層套管組裝后形成。 中心風(fēng)有何作用?(1)防止煤粉回流堵塞燃燒器噴出口(中心風(fēng)的風(fēng)量不宜過大。過大,不僅增大了一次風(fēng)量,對(duì)火焰形狀不利,對(duì)煤粉的混
18、合和燃燒都是不利的)。(2)冷卻燃燒器端部,保護(hù)噴頭(中心風(fēng)將噴頭端周圍的高溫氣體吹散頂回,不僅冷卻了噴頭內(nèi)部,而且也冷卻了端面,從而達(dá)到保護(hù)噴頭的目的)。(3)中心供一部分氧氣,使火焰更加穩(wěn)定易燃燒。(4)減少NOx有害氣體的生成。 (3)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)氣體的流動(dòng):窯內(nèi)氣流屬于高度湍流狀態(tài) 1)為什么二次風(fēng)會(huì)被吸入窯內(nèi)? 在噴煤嘴處造成一定的負(fù)壓(抽力),使二次空氣連續(xù)不斷吸收進(jìn)流股內(nèi),與一次空氣混合,并逐漸向中心擴(kuò)散,射流斷面逐漸擴(kuò)大,氣體量逐漸增多。 2)影響氣體流動(dòng)的因素有哪些?廢氣量多少;窯尾的截面積。PS 負(fù)壓增加,說明窯內(nèi)阻力增大??赡芨G內(nèi)結(jié)圈 (4)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的傳熱: 燒成帶傳熱(火焰
19、-表層物料、窯襯和窯皮-與其接觸的物料)前者傳遞的熱量約占整個(gè)燒成帶傳熱的90%,后者約占10%。PS 要提高該帶的傳熱速率,須設(shè)法提高火焰對(duì)窯襯和物料的輻射熱。 分解帶傳熱:這一帶的氣體溫度也較高,且氣體中CO2的成分很快增加,提高了氣體的輻射率,與燒成帶傳熱相似。 干燥、預(yù)熱帶傳熱:氣溫950,傳熱方式以對(duì)流為主。PS 影響因素:氣體速度和氣流與物料的接觸面積。水泥熟料冷卻機(jī)1、水泥熟料冷卻機(jī)的功能與作用: (1)作為工藝設(shè)備:它承擔(dān)對(duì)高溫熟料的驟冷任務(wù),驟冷可以阻止水泥熟料中礦物晶體的長(zhǎng)大,特別是阻止C3S晶體的長(zhǎng)大,還可以使液相凝固成玻璃體,使MgO及C3A大部分固定在玻璃體內(nèi),提高水
20、泥熟料的活性,防止-C2S向-C2S的轉(zhuǎn)變。 (2)作為熱工設(shè)備:冷卻水泥熟料,并對(duì)入窯二次風(fēng),入爐三次風(fēng)的加熱升溫任務(wù),有利于燃料的著火和預(yù)燃。 (3)作為熱回收設(shè)備:對(duì)出窯熟料攜帶出去的大量熱焓進(jìn)行回收。(回收的熱量約12501650kJ/kg熟料) (4)作為輸送設(shè)備:輸送水泥熟料。2、 冷卻機(jī)的幾個(gè)性能指標(biāo)熱效率:從出窯熟料中回收、且重新入水泥熟料燒成系統(tǒng)的總熱量與出窯熟料物理熱的百分比。QR.l-從出窯水泥熟料中回收的且重新入水泥熟料燒成系統(tǒng)的總熱量 Q。出窯熟料的物理熱,kJ/kg熟料;Qloss.s冷卻機(jī)總的熱損失,kJ/kg熟料; Qair冷卻機(jī)排出氣體(包括余風(fēng)和煤磨干燥風(fēng))
21、帶走的物理熱,kJ/kg熟料;Qm出冷卻機(jī)水泥熟料帶走的物理熱,kJkg熟料;Qdis.l冷卻機(jī)散熱損失Qsec.a入窯二次風(fēng)的物理熱kJ/kg熟料;Qtec.a入窯三次風(fēng)的物理熱kJ/kg熟料;冷卻效率:從出窯熟料中回收的總熱量與出窯熟料物理熱的百分比。 空氣升溫效率:離開冷卻機(jī)第i個(gè)室的冷卻空氣和鼓入該室冷卻空氣之間的溫度差與該室內(nèi)水泥熟料的平均溫度之比。 ta1i、ta2i分別為鼓入和離開冷卻機(jī)第i室的冷卻空氣溫度,;tclin在冷卻機(jī)第i室內(nèi)篦板上熟料的平均溫度,一般用進(jìn)、出該室的水泥熟料之間的對(duì)數(shù)平均溫度來(lái)進(jìn)行計(jì)算。PS:水泥熟料冷卻機(jī)的這三個(gè)效率越大越好,一般cL為4080, cL
22、為4080,i0.2時(shí),就會(huì)報(bào)警,若預(yù)熱器出口處氣體中的(CO+H2)0.6,則要自動(dòng)跳閘,以保證安全。.3、結(jié)皮,堿的內(nèi)循環(huán)、外循環(huán)(本章節(jié)作業(yè))4、防止堵塞事故的措施 (1)要保證均衡穩(wěn)定的操作。 若系統(tǒng)中的加料量突然減少,則高溫氣流中多余的熱量就會(huì)使生料的溫度驟升,會(huì)導(dǎo)致預(yù)熱生料因溫度升高而發(fā)粘,造成結(jié)皮堵塞,若來(lái)料量突然加大,有可能會(huì)直接導(dǎo)致旋風(fēng)筒中錐體部分的物料發(fā)生堵塞而影響整個(gè)系統(tǒng)的工作。 (2)要對(duì)原料、燃料中的堿、氯、硫等有害成分進(jìn)行限制。 新型干法窯對(duì)生料的一般要求:堿含量(R2O)1.5,氯含量(C1-)0.015; 燃料中硫含量(S)1.3;強(qiáng)調(diào)硫堿比接近于1;避免使用高
23、灰分及灰分熔點(diǎn)低的煤。 (3)利用空氣炮技術(shù)以及經(jīng)常定期清掃。 (4)采用旁路放風(fēng)技術(shù)。 (5)在因堿富集結(jié)皮而容易發(fā)生堵塞的直筒部位多加生料,這樣可以減輕結(jié)皮程度,甚至消除此處的結(jié)皮。5、對(duì)于新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)來(lái)說,常用的控制參數(shù)主要有以下幾個(gè): 預(yù)熱器出口溫度與最上一級(jí)、最下一級(jí)旋風(fēng)筒的出口負(fù)壓; 最下一、二級(jí)旋風(fēng)筒錐體下部負(fù)壓; 分解爐出口的氣料流溫度(tFE)與最下一級(jí)旋風(fēng)筒CI出口的溫度(tgI); 窯尾、分解爐出口和預(yù)熱器出口處的氣體成分; 窯尾的氣體溫度和入窯的熟料溫度; 回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩; 燒成帶熟料的溫度; 氮氧化物(NOx)濃度; 窯頭負(fù)壓; 篦冷機(jī)篦床下的氣流壓強(qiáng)。玻
24、璃窯 玻璃(Glass)是指熔融物冷卻硬化后得到的非晶態(tài)固體物質(zhì),包括:無(wú)機(jī)玻璃、單質(zhì)玻璃、金屬玻璃許多種類。無(wú)機(jī)玻璃簡(jiǎn)稱:玻璃。(遠(yuǎn)程無(wú)序,近程有序)-晶體具有固定的熔點(diǎn),玻璃沒有固定的熔點(diǎn)。 原料制備、玻璃液熔制(硅酸鹽形成階段、玻璃液形成階段、玻璃液澄清階段、玻璃液均化階段、玻璃液冷卻階段)、玻璃產(chǎn)品成型、玻璃制品退火。熱工設(shè)備-玻璃熔窯有玻璃池窯和玻璃坩堝窯兩大類窯型。1、玻璃池窯分類(1)按熱源分:火焰窯、電熱窯、火焰-電熱窯(2)按熔制過程的連續(xù)性分:間歇式(溫度制度是變動(dòng)的)、連續(xù)式(溫度制度是不變的)(3)按煙氣余熱回收設(shè)備分:蓄熱式、換熱式(4)按窯內(nèi)火焰流動(dòng)的方向分:橫焰窯
25、(窯內(nèi)火焰作橫向流動(dòng)、與玻璃液流動(dòng)方向垂直)、馬蹄焰窯(窯內(nèi)火焰呈馬蹄形流動(dòng))、縱焰窯(5)玻璃池窯按玻璃制品的品種不同:平板玻璃池窯、日用玻璃池窯。(大中?。?二者在結(jié)構(gòu)上的根本區(qū)別主要體現(xiàn)在玻璃池窯的熔化部與冷卻部之間玻璃液分隔設(shè)備的不同上。前者使用淺層分隔;后者則采用深層分隔。 洛陽(yáng)浮法與英國(guó)皮爾金頓公司的PB浮法、美國(guó) PPG的LB浮法一起成為世界三大浮法工藝。2、 玻璃池窯:玻璃池窯由玻璃熔制部分、熱源供給部分、余熱回收部分和排煙供氣部分所組成。3、 玻璃熔制部分:投料部分、熔化部、分隔設(shè)備、冷卻部、成型部。(1) 投料部分:投料機(jī)(螺旋式+振動(dòng)式、壟式+輥筒式+傾斜毯式+弧毯式),
26、投料口(加料口,在胸墻上開個(gè)口);投料池(指突出于窯池之外且和窯池相通的矩形小池。投料池的上平面與窯池的上平面平齊,投料池使用的耐火材料與熔化部池壁的耐火材料相同;預(yù)熔作用-預(yù)熔池)。(2) 前臉墻:或稱前墻,指正面投料時(shí),投料口或投料池上部的擋墻。作用:一是保證將配合料暢通地送到池窯內(nèi),二是遮擋池窯內(nèi)熱氣體,減小其向外的溢出量以及向外的熱輻射損失,從而也保護(hù)投料機(jī)免受高溫的燒蝕。實(shí)際上前臉墻也就是熔化部火焰空間的前部擋墻。普通碹結(jié)構(gòu)、變形平碹結(jié)構(gòu)(俗稱:魚肚子碹)、普通碹外加碹結(jié)構(gòu)、L型吊墻結(jié)構(gòu)(也稱為:J型吊墻)(3) 熔化部:是配合料熔化和玻璃液澄清、均化的部分。上部被稱為:火焰空間;下
27、部被稱為:窯池。火焰空間包括:大碹(拱頂)和胸墻等,窯池則由池壁和池底等構(gòu)成。窯池:熔化帶和澄清帶組成。泡界線之前被稱為:熔化帶;泡界線之后被稱為:澄清帶。泡界線是未熔化好的、有許多泡沫的、不透明的玻璃液與熔化好的、透明的玻璃液之間的分界線。 熔化部的作用是使加入到窯池中的配合料在高溫下熔化成玻璃液,并使其澄清和均化。PS.池壁+池底:容易受到侵蝕易損壞,池壁外側(cè)吹冷風(fēng)降溫。 耳池:也稱掏渣池,是指布置在池窯兩側(cè)、與窯池相通、向外凸出的長(zhǎng)方形或正方形小池。需要在耳池處掏渣、掏磚。耳池通常設(shè)置在卡脖之前。 因?yàn)槎靥幍牟Aб簻囟容^低,就使得耳池部位玻璃液的橫向?qū)α骷訌?qiáng),故而對(duì)玻璃液流起到調(diào)節(jié)和澄
28、清作用。 火焰空間:熔化部玻璃液面之上是由胸墻(窯墻)、大碹(窯頂)、前臉墻和后山墻所包圍著的火焰空間。火焰空間內(nèi)充滿著熾熱的氣體和火焰,火焰及高溫氣體以傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射的傳熱方式將自身的熱量傳給胸墻、大碹和下面的玻璃液。大碹的推力通過碹碴作用于立柱上,為了防止玻璃液揮發(fā)物到大碹上產(chǎn)生的熔體(俗稱:碹滴)掉到玻璃液中影響其質(zhì)量,可在大碹根部附近留有溝槽。(4)玻璃池窯的電助熔技術(shù):(輔助電熔)是在池窯中向電極通交流電(直流電會(huì)使電極表面產(chǎn)生沉積物與氣泡)加熱來(lái)補(bǔ)充玻璃液熔化所需的部分熱量。即利用玻璃液的高溫導(dǎo)電特性,對(duì)玻璃液輔助以焦耳熱(I2R = U2/R)來(lái)提高深層玻璃液溫度和增加池窯產(chǎn)量
29、。(5)玻璃液的鼓泡技術(shù):池窯內(nèi)鼓泡是為了提高玻璃液澄清和均化速度,其原理是:通過安裝在熔窯底部的導(dǎo)氣管和噴嘴以可控制的流速將空氣鼓入玻璃液,鼓出的氣泡會(huì)產(chǎn)生一定的紊流,從而帶動(dòng)池窯底部溫度較低的玻璃液上升到表面,于是加強(qiáng)了火焰向玻璃液的傳熱以及玻璃液的均化。(6)玻璃液的攪拌技術(shù):在卡脖處使用玻璃液攪拌器來(lái)攪拌玻璃液可以提高玻璃液的均化程度,從而提高玻璃制品的質(zhì)量和穩(wěn)定性。(7)減壓澄清技術(shù):(減壓脫泡技術(shù))是通過對(duì)玻璃液的減壓處理使其中殘存氣泡長(zhǎng)大后迅速上浮而排出。(8)分隔裝置:玻璃池窯的分隔裝置是指玻璃池窯的熔化部與冷卻部之間的分隔裝置,它包括:玻璃液分隔裝置和氣體空間分隔裝置。A)玻
30、璃液分隔設(shè)備有兩種:深層分隔和淺層分隔。平板玻璃池窯為淺層分隔裝置,具體有:卡脖、冷卻水管和窯坎等。其中,窯坎不能單獨(dú)使用,必須與卡脖等其他玻璃液分隔裝置配套使用。卡脖:就是此處的窯池變窄.可以減少冷卻部熔化部的回流,和火焰空間的矮碹配合使用,可減少矮碹開度。冷卻水管:內(nèi)部通有冷卻水的無(wú)縫鋼管。位置:在卡脖處,目前多為矩形,最大浸入深度為0.3m左右,水管附近的玻璃液溫度降低而粘度增大,從而對(duì)玻璃液的流動(dòng)起到阻礙作用。窯坎:設(shè)置在卡脖處池底的某個(gè)部位。作用:延長(zhǎng)玻璃液在熔化部的停留時(shí)間;減少冷卻部向熔化部的回流,迫使玻璃液向上流動(dòng),起到淺層澄清的作用;降溫效果好,不單獨(dú)使用。B)氣體空間分隔裝
31、置:為了保持冷卻部的作業(yè)制度,以減小熔化部高溫火焰對(duì)冷卻部的影響。氣體空間的分隔裝置有兩大類:完全分隔和部分分隔。平板玻璃池窯只用部分分隔裝置,四種常見類型:矮碹、吊矮碹、U型吊碹、雙J型吊碹。(9) 冷卻部:從玻璃池窯熔化部進(jìn)入冷卻部的玻璃液要進(jìn)一步澄清、均化和冷卻才能滿足玻璃液成型的要求。分為下部窯池和上部空間兩部分。其中,下部窯池由池底和池壁組成,上部空間由胸墻和大碹組成。只是冷卻部窯池深度比熔化部窯池深度稍淺,即淺冷卻池。(10) 成型部:浮法成型的平板玻璃池窯與其他成型方法的平板玻璃池窯之間的最根本區(qū)別就在于成型部的異同上。(錫槽)4、玻璃池窯的冷卻和玻璃池窯保溫 (1)玻璃池窯的冷
32、卻 冷卻的部位:液面附近的池壁;加料口拐角;若熔化溫度高,大碹的碹碴角鋼; 小爐碹和大碹的結(jié)合處。 作用:減輕蝕損,延長(zhǎng)窯爐的使用壽命 分類: 吹風(fēng)冷卻(支風(fēng)管和垂直支風(fēng)管布置成梳狀;支風(fēng)管的橫斷面要逐漸縮小,原因:空氣量逐漸減少,為保持風(fēng)速一致)和水冷卻(淋水 外貼水包 水浸冷卻 玻璃液面處設(shè)立水箱 池壁內(nèi)貼水包;必須用軟化水,容器用鋁制品)。(2)玻璃池窯的保溫 保溫的原則:能保則保的原則。 作用:降低窯體的散熱,減少玻璃液溫差,提高玻璃液的產(chǎn)量和質(zhì)量。 部位:除液面附近的池壁,其余全部保溫。PS.現(xiàn)代平板玻璃池窯除了液面線附近的池壁磚不能進(jìn)行保溫以外,其他各部位均可采取保溫措施。 對(duì)保溫
33、材料的要求:保溫材料不能與耐火材料發(fā)生接觸反應(yīng)保溫材料對(duì)玻璃液和煙氣有一定的抗蝕能力保溫材料有一定的機(jī)械強(qiáng)度保溫材料的保溫性能要好。5、熱源供給部分 熱源供給系統(tǒng)主要是指:小爐與燃料燒嘴。 因燃煤氣的熱值較低,所以煤氣和助燃空氣均需要通過蓄熱室的預(yù)熱來(lái)提高燃燒溫度;而燃重油、天然氣、城市煤氣等高熱值燃料時(shí), 不必對(duì)燃料預(yù)熱也能達(dá)到足夠高的燃燒溫度(重油加熱也有自燃和爆炸的危險(xiǎn))。更進(jìn)一步說:如果用O2代替空氣助燃,因燃燒溫度足夠高,這時(shí)助燃O2也不必預(yù)熱。小爐口與池窯的反碹連接 反碹:是在小爐口處的大碹上有兩道和大碹垂直的小碹. 作用:是將小爐口處的大碹的橫推力傳到小爐兩側(cè)的大碹 碹碴上,再由
34、玻璃池窯兩側(cè)的工字鋼立柱來(lái)承擔(dān)。插入式連接方式 適用于胸墻較高的玻璃池窯 優(yōu)點(diǎn):可放寬小爐口,砌筑簡(jiǎn)單、安全可行,適用于燃油的玻璃池窯。6、余熱回收部分 余熱來(lái)預(yù)熱空氣和煤氣,加熱余熱鍋爐中的水,還可以利用此余熱來(lái)干燥原料、加熱原料。預(yù)熱空氣和煤氣除了可以節(jié)約燃料外,還能提高燃燒溫度來(lái)滿足玻璃熔化的要求。 在玻璃廠,預(yù)熱空氣、煤氣的設(shè)備蓄熱室,原理是:利用廢氣與空氣交替地通過其內(nèi)的格子體,以格子體為傳熱的中間體,從而使得空氣間接地獲得廢氣的余熱。(高溫廢氣-儲(chǔ)熱格子(對(duì)流和輻射,低溫廢氣)-預(yù)熱空氣(對(duì)流,低溫格子體) 蓄熱室內(nèi)的具體流型是:廢氣作為高溫的熱氣體從上向下通過蓄熱室流動(dòng),而作為冷
35、氣體的助燃空氣則從下向上通過蓄熱室流動(dòng),這樣設(shè)計(jì)的流型是符合流體力學(xué)中“分散垂直氣流法則”(也稱為:氣流分流法則)之原理的,其目的是:使蓄熱室內(nèi)格子體各個(gè)通道內(nèi)的氣流量及溫度自然地保持均勻。 格子體結(jié)構(gòu)形式:西門子式、李赫特式、編籃式、十字磚式格子體、筒子磚式爐條-支撐格子體:找平結(jié)構(gòu):爐條碹上面找平兩種結(jié)構(gòu)若沒有加強(qiáng)筋則不穩(wěn)定。7、排煙供氣部分 (1)蓄熱室排煙供氣設(shè)備包括:煙道、換向設(shè)備、和煙囪。 作用:不斷排出廢氣,使窯爐正常工作。 煙氣流動(dòng)的動(dòng)力:煙囪的抽力。 煙氣流動(dòng)過程:排煙一側(cè)的小爐、蓄熱室格子體、支煙道、總煙道到煙囪。 空氣流動(dòng)過程:換向設(shè)備、支煙道、蓄熱室格子體、小爐、爐內(nèi)助
36、燃。 煙道布置力求路線短,轉(zhuǎn)彎少,避免急轉(zhuǎn)彎。目的:減少煙道中的氣流阻力。 (2)換向設(shè)備(換向器或交換器):改變氣流方向。跳罩式煤氣換向設(shè)備、圓盤閥水冷閘板空氣換向設(shè)備、水冷閘板式空氣換向設(shè)備、閘板式交換器。 (3)煙囪:產(chǎn)生抽力,使窯內(nèi)氣體(煙氣)從小爐蓄熱室煙道排到環(huán)境中,保證窯爐正常作業(yè);減輕對(duì)環(huán)境的污染。(要有避雷裝置、紅燈信號(hào)和必要的扶梯)8、錫槽(浮法玻璃池窯,玻璃池窯和退火窯之間) 來(lái)自池窯的經(jīng)熔化、澄清、冷卻的優(yōu)質(zhì)玻璃液,在錫槽中漂浮在熔融錫液表面(玻璃的密度只有錫液的1/3),完成攤平、展薄、拋光、冷卻、固型等過程,成為優(yōu)于磨光玻璃的高質(zhì)量的平板玻璃。 類型:寬(窄)流槽型
37、、直通型(進(jìn)出口寬度相同,簡(jiǎn)單)、喇叭型(進(jìn)寬出窄,不易氧化)、固定胸墻式、活動(dòng)胸墻式。 結(jié)構(gòu):流道、流槽部分;槽體部分;過渡輥臺(tái)部分 (1)流道、流槽部分:將熔融的玻璃液注入錫槽本體 流道、流槽:流道分為直通型和喇叭型,流槽結(jié)構(gòu)有流線型和簸箕型。 閘板:錫槽流道上閘板有兩種,調(diào)節(jié)閘板和安全閘板 作用:有效地調(diào)節(jié)錫槽的生產(chǎn)能力;在發(fā)生事故時(shí)以及在玻璃生產(chǎn)的正常操作,但需要更換調(diào)節(jié)閘板或更換流槽時(shí)而使用的,懸空吊放,以備使用。 材料:抗沖刷、抗熱沖擊性能好的燒結(jié)石英;Cr20Ni80耐熱鋼 (2)錫槽本體部分:鋼結(jié)構(gòu)(支撐鋼結(jié)構(gòu)、槽底鋼結(jié)構(gòu)+密封罩鋼結(jié)構(gòu))、磚結(jié)構(gòu)(槽底磚結(jié)構(gòu)、頂蓋磚結(jié)構(gòu)(耐火混
38、凝土預(yù)制頂蓋磚結(jié)構(gòu)、硅線石組合磚頂蓋結(jié)構(gòu))、胸墻磚結(jié)構(gòu))、槽底冷卻系統(tǒng)、電加熱、保護(hù)氣體系統(tǒng)(氫氣和氮?dú)?,防止錫液被氧化)等五部分組成。PS.槽底鋼結(jié)構(gòu)采用整體滾動(dòng)來(lái)處理熱膨脹;密封罩鋼結(jié)構(gòu)采用分節(jié)消除熱膨脹。 磚與磚之間要設(shè)有膨脹縫;在錫槽寬段的池壁上,設(shè)有石墨條,防止玻璃帶與池壁接觸時(shí)發(fā)生粘邊事故。錫槽胸墻的作用,使其與錫槽底磚以及錫槽頂蓋之間構(gòu)成密閉空間來(lái)封閉錫槽。 發(fā)展趨勢(shì):超薄玻璃、超白玻璃、在線鍍膜玻璃、 錫槽工作原理-玻璃帶成型時(shí)的作用力有兩種:表面張力和自身重力。 表面張力阻止玻璃液無(wú)限攤開,對(duì)玻璃表面的光潔度影響極大; 自身重力促使玻璃液攤開。當(dāng)表面張力與自身重力平衡時(shí),漂浮
39、在錫液面上的玻璃帶就獲得自然厚度。 起決定作用的因素有:玻璃的粘度、表面張力和自身的重力。 粘度起定型的作用;表面張力起拋光的作用;重力起攤平作用。 生產(chǎn)實(shí)踐證明,欲得到平整的玻璃帶,必須具備下述條件: (1)適于平整化的均勻的溫度場(chǎng)(2)足夠的攤平時(shí)間 普通平板玻璃48mm(自然厚度67mm)獲得薄的玻璃設(shè)置若干適當(dāng)拉邊機(jī)(成型區(qū)或拉薄區(qū)設(shè)置),出錫槽溫度600。 薄玻璃的生產(chǎn)方法又可分為低溫拉薄法(或稱加熱重?zé)岱ǎ┖托炖淅》ǎɑ蚍Q正常降溫拉薄法)。(1) 生產(chǎn)薄玻璃的控制方法:通常采用機(jī)械拉邊法(ADS法),即在錫槽中段玻璃帶的兩邊放置若干個(gè)橫向拉邊器。拉邊器的作用:(1)橫向拉邊;(2
40、)阻止退火窯輥?zhàn)拥目v向拉力被傳到錫槽高溫區(qū)玻璃帶上,以減少玻璃帶的橫向收縮。當(dāng)拉引速度提高后,玻璃帶就逐漸拉薄,寬度也有所減少。(2) 生產(chǎn)厚玻璃板的控制方法 在高溫區(qū)的兩側(cè)設(shè)置石墨擋邊器(FS法),拉邊器一端伸到玻璃帶的寬度和厚度能保持穩(wěn)定的位置。 作用:阻止玻璃液攤薄玻璃帶的厚度由拉引速度來(lái)控制。 機(jī)械拉邊法生產(chǎn)厚玻璃(RADS法),拉邊器是負(fù)角度(向錫槽進(jìn)口端傾斜一定的角度)。 作用:產(chǎn)生阻擋,達(dá)到增厚的目的。 擋墻拉邊法(DT),擋墻和拉邊共同使用。馬蹄焰窯(日用玻璃):由玻璃熔制部分、熱源供給部分、余熱回收部分和排煙供氣部分組成;有部分結(jié)構(gòu)和浮法玻璃池窯的相應(yīng)部分相同,但馬蹄焰窯的成
41、型部和錫槽完全不同。成型通常是用滴料法、真空吸料法、制球法等。一、玻璃熔制部分1.投料部分(1)投料機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)同浮法玻璃池窯(2)投料口和投料池:結(jié)構(gòu)同浮法玻璃池窯。不同點(diǎn)是: 位置不同;浮法是: 正面投料;日用玻璃池窯是:側(cè)面投料(可單側(cè)、雙側(cè)、正面投料)。預(yù)熔池:投料池加長(zhǎng),加高,形狀為梯形。目的:增加流向投料池的熱量,減少粉料飛揚(yáng),減輕窯爐蝕損,增加玻璃產(chǎn)量。2.熔化部馬蹄焰池窯的熔化部與平板玻璃池窯的熔化部基本類似,但是沒有耳池。窯池(池壁,池底)、火焰空間。3.分隔裝置玻璃液分隔裝置是流液洞,屬于深層分隔裝置。流液洞受高溫侵蝕嚴(yán)重,對(duì)其冷卻的方式不同可以分為,明橋型、暗橋型。PS
42、.目前上傾式流液洞備受推崇 下沉式:增加了冷卻效果,可縮小冷卻部面積;可以有效防止玻璃液回流氣泡不易滯留。(1)利用窯坎作用:降低玻璃液溫度,調(diào)整玻璃液流。流液洞位置:在熔化部和冷卻部之間;窯坎的位置:在熔化部的熱點(diǎn)處。日用玻璃池窯流液洞常和窯坎配合使用。(2)浮筒:就是一個(gè)無(wú)底或下半部開口的橫口坩堝。作用:將熔化好的玻璃液與將用于人工成型的玻璃液分隔開。氣體空間分隔:完全分隔(熔冷部互不相通)+部分分隔(花格墻)(1)完全分隔:避免熔化部作業(yè)制度對(duì)冷卻部的影響,減少了熔化部的熱量支出,又減輕了冷卻部的散熱負(fù)擔(dān),可以縮小冷卻部面積。 缺點(diǎn):冷卻部需另設(shè)加熱系統(tǒng),增加了玻璃池窯的燃料消耗,增加生
43、產(chǎn)成本。(2)部分分隔:可以利用熔化部窯壓的大小來(lái)調(diào)節(jié)冷卻部?jī)?nèi)的作業(yè)制度,不另外增設(shè)加熱系統(tǒng),降低成本。 缺點(diǎn):當(dāng)熔化部操作制度發(fā)生波動(dòng)時(shí),也會(huì)影響到冷卻部作業(yè)制度的穩(wěn)定,所以很難控制冷卻部的作業(yè)制度。4.冷卻部玻璃液進(jìn)一步澄清,均化,達(dá)到成型溫度為供料道提供穩(wěn)定液流。日用玻璃池窯的冷卻部位:液面附近的池壁、流液洞、加料口拐角處。日用玻璃池窯除冷卻部位外均需保溫,保溫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)同浮法玻璃池窯。二.熱源供給部分有燃煤氣的小爐和燃重油小爐兩種類型。不同點(diǎn):位置不同。馬蹄焰玻璃池窯的小爐在窯池的端面上,而不是在側(cè)面。小爐碹采用插入式而不是反碹結(jié)構(gòu)。三、余熱回收馬蹄焰池窯只有一對(duì)小爐,所以只有一對(duì)蓄熱
44、室,而橫焰(平板)窯有若干對(duì)小爐和蓄熱室;蓄熱室在窯的端面;馬蹄焰窯一般沒有余熱鍋爐。三通道蓄熱室:1 換熱面積大2 熱效率高,易控制3 不易堵塞四、排煙供氣部分同浮法玻璃池窯,有支煙道、總煙道、換向設(shè)備和煙囪布置和要求相同。五、馬蹄焰玻璃池窯的成型部(工作部)1.日用玻璃池窯的人工成型的成型部:是無(wú)底或底部開口的浮筒2.機(jī)械成型:根據(jù)供料方法分為滴料法和吸料法(1)吸料法:將吸料頭直接放到日用玻璃池窯的成型部吸取玻璃液用于成型。(2)滴料法:成型部成為供料道,一端設(shè)置供料機(jī)以制備料滴,應(yīng)用廣。 供料道:是一個(gè)用耐火材料砌筑而成的封閉通道。 供料道構(gòu)成:料槽系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、滴料系統(tǒng)、冷卻和攪拌
45、系統(tǒng)。 對(duì)供料道的要求:應(yīng)盡量減少縱、橫斷面上的溫度差,并能調(diào)節(jié)玻璃液的溫度和流量。 玻璃池窯操作原理作業(yè)制度簡(jiǎn)介溫度穩(wěn)、壓力穩(wěn)、泡界線穩(wěn)和液面穩(wěn)-熱工制度要穩(wěn)。玻璃池窯的作業(yè)制度包括:溫度制度、壓力制度、液面制度 、泡界線、氣氛和換向制度。一、溫度制度溫度制度:指沿窯長(zhǎng)方向上玻璃液的溫度分布,一般用溫度曲線來(lái)表示。橫焰窯有穩(wěn)定的溫度曲線,對(duì)其操作比較嚴(yán)格;而日用玻璃池窯一般不制定溫度曲線,只定熱點(diǎn)的位置和熱點(diǎn)值。玻璃池窯中溫度最高點(diǎn)稱為熱點(diǎn)。(熔化部長(zhǎng)度的2/3處;熔化玻璃的品種、燃料的種類以、耐火材料的質(zhì)量)平板玻璃池窯溫度曲線分類:(1) 山形:熱點(diǎn)明顯、對(duì)流顯著、泡界線清晰穩(wěn)定、熱點(diǎn)后
46、溫降梯度大、保證玻璃液的必要冷卻。(普遍采用)(2) 橋形:在高溫處保持了平衡過程,玻璃液在高溫階段停留時(shí)間長(zhǎng),玻璃液的澄清質(zhì)量較好,配合料入窯處溫度較高,因而玻璃液的熔化速度較快,熔化面積較大。但是,溫度梯度小,所以向投料口的對(duì)流弱,從而容易產(chǎn)生 “跑料”現(xiàn)象,同時(shí)形成泡界線薄而模糊,不夠整齊。二、壓力制度()壓力制度是溫度制度的保證窯壓穩(wěn)可以保證溫度穩(wěn),窯壓波動(dòng)會(huì)立即影響到窯溫,尤其是成形部的窯溫,從而使玻璃液的成形溫度不穩(wěn)定。壓力制度是一條具有多個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的折線。()分類:一是沿整個(gè)氣體流程的壓力分布曲線,簡(jiǎn)稱氣流壓力分布;二是沿玻璃液流程的空間壓力分布曲線,簡(jiǎn)稱縱向壓力分布。一般生產(chǎn)中前
47、者較為常用。()氣流壓力分布:壓力分布的關(guān)鍵點(diǎn)是零壓點(diǎn)的位置和液面處的壓強(qiáng)。零壓點(diǎn)的位置應(yīng)放在玻璃池窯的火焰空間內(nèi)。窯壓是指玻璃液面處的壓強(qiáng),玻璃液面處的平均壓強(qiáng)要保持在零壓或微正壓(小于5Pa),除個(gè)別處有特殊要求外,否則玻璃池窯內(nèi)是不允許出現(xiàn)負(fù)壓的。出現(xiàn)負(fù)壓將導(dǎo)致玻璃池窯內(nèi)吸入冷空氣,從而降低窯溫,增加熱耗,更會(huì)使窯內(nèi)溫度分布不均勻;過大的窯壓將加劇窯體的燒蝕,增加燃料消耗量,且不利于玻璃液澄清。窯壓可通過調(diào)整煙道閘板開度大小來(lái)調(diào)節(jié)。三、泡界線制度無(wú)泡沫的玻璃液和有泡沫玻璃液之間明顯的分界線稱為泡界線(泡切線);泡界線的位置和形狀是判斷玻璃池窯熔化正常與否的標(biāo)志;泡界限的形狀是朝冷卻部方向
48、突出的弧形、且兩邊對(duì)稱、清晰。()影響泡界線的因素有:投料量、成型量、原料質(zhì)量、原料組成、碎玻璃摻入量、配合料水分、粉料粒度和混合程度以及小爐的結(jié)構(gòu)等()泡界線不正常情況有:偏遠(yuǎn)、模糊、線外沫子多、缺角、雙線、偏斜等;調(diào)整泡界線要從溫度曲線、燃料空氣的配比、火焰的長(zhǎng)短等幾方面進(jìn)行調(diào)節(jié)。四、液面制度液面波動(dòng)不僅加快池壁的蝕損,還會(huì)影響成形作業(yè),波動(dòng)過大會(huì)產(chǎn)生溢料現(xiàn)象,從而蝕損胸墻磚和小爐底板磚,所以液面必須保持穩(wěn)定。()液面波動(dòng)產(chǎn)生的原因是因?yàn)椋和读狭颗c成形量不平衡機(jī)械投料波動(dòng)小,人工投料液面波動(dòng)較大 液面自動(dòng)控制器有鉑探式、激光式、放射性同位素和氣壓式等測(cè)量位置:成形部五、氣氛制度氣氛分成:氧
49、化氣氛、中性氣氛、還原氣氛三種當(dāng)玻璃池窯內(nèi)空氣系數(shù)大于1,燃燒產(chǎn)物中有多余的氧氣,因而具有氧化能力,所以稱之為氧化氣氛或氧化焰當(dāng)玻璃池窯內(nèi),空氣系數(shù)近似等于1,燃燒產(chǎn)物中無(wú)多余的氧氣也無(wú)未燃燒完全的成分,所以稱之為中性氣氛或中性焰當(dāng)玻璃池窯內(nèi)空氣系數(shù)小于1,燃燒產(chǎn)物中含有一定量的CO,因而具有還原能力,所以稱之為還原氣氛,或還原焰玻璃池窯內(nèi)要求燃料完全燃燒,所以火焰都成氧化性或中性。PS.平板玻璃池窯熔化芒硝料時(shí)要制定氣氛制度。 具體的來(lái)說,為了保證芒硝在高溫時(shí)充分分解1#.2#號(hào)小爐需要還原焰,從而不使碳粉被燒掉,碳粉有助于芒硝在高溫時(shí)充分分解;3.4號(hào)小爐是熱點(diǎn)區(qū),需要用中性焰,不能用氧化
50、焰,否則液面會(huì)產(chǎn)生致密的泡沫層,使澄清困難;5.6號(hào)小爐是澄清均化區(qū),為了燒去多余的碳粉不使玻璃被著色,所以需要氧化焰。 窯內(nèi)氣氛可借助改變空氣系數(shù)的大小來(lái)調(diào)節(jié)(明亮氧化、不透明還原、稍混濁中性)六、換向制度蓄熱式池窯需要格子體交替的吸熱和放熱,換向制度規(guī)定換向的程序和間隔時(shí)間。1 時(shí)間:過長(zhǎng)氣體溫度波動(dòng)大,窯內(nèi)溫度不穩(wěn);過短余熱回收少,影響作業(yè)。一般2030min。2 程序:發(fā)生爐煤氣:先換煤氣再換空氣 重油:先關(guān)油閥,再關(guān)小霧化劑閥,冷卻噴嘴,以免油炭化,都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化操作。退火窯退火:熱處理過程消除或減小熱應(yīng)力。(溫度梯度,應(yīng)力)1、熱應(yīng)力暫時(shí)應(yīng)力:玻璃在應(yīng)變點(diǎn)溫度一下加熱冷卻時(shí),由于其
51、導(dǎo)熱能力差各部位形成溫度梯度,從而產(chǎn)生熱應(yīng)力。隨著溫差的消失而消失。永久應(yīng)力:當(dāng)溫度梯度消除后,暫時(shí)應(yīng)力隨之消失,但此時(shí)由于玻璃內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的不均衡所產(chǎn)生的應(yīng)力就會(huì)顯露出來(lái),這就是永久應(yīng)力。2、玻璃中應(yīng)力產(chǎn)生的原因 處于粘彈性狀態(tài)的玻璃制品,在冷卻過程中由于導(dǎo)熱系數(shù)小,內(nèi)外產(chǎn)生溫度梯度而產(chǎn)生應(yīng)力。應(yīng)力的大小與溫度梯度、玻璃制品的厚度和玻璃的熱膨脹系數(shù)有關(guān)。3、退火原理 將具有永久應(yīng)力的玻璃制品重新加熱到玻璃內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)可以移動(dòng)的溫度,利用質(zhì)點(diǎn)的位移使應(yīng)力分散來(lái)減弱或消除永久應(yīng)力。 退火溫度上限,粘度為1012Pa.S時(shí)的溫度 退火溫度下限,粘度是1013.5Pa.S時(shí)的溫度 粘度的上限和下限是玻璃的退火溫度范圍,也是慢冷溫度區(qū)域。4、退火過程(1)加熱(冷卻)段加熱或冷卻到最高退火溫度,在此區(qū)域平板玻璃表面或側(cè)面要進(jìn)行加熱,以消除溫度差。(2)高溫保溫段在此階段可消除大部分熱應(yīng)力(包括暫時(shí)和永久),由于熱應(yīng)力松弛帶來(lái)的結(jié)果是永久應(yīng)力的增加。(3)慢速冷卻段該階段玻璃溫度已經(jīng)低于tmin,由于粘度較大,熱應(yīng)力不能松弛,避免形成較大的暫時(shí)應(yīng)力,需要慢速冷卻。(4)快速冷卻通過吹風(fēng)冷卻,一般玻璃板達(dá)到60度即可滿足切
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