浮法玻璃优秀

1、前言浮法玻璃因熔融玻璃液漂浮在熔融的锡液表面成型为平板玻璃而得名。这种生产方法由于无需克服玻璃本身重力，可使玻璃原板板面宽度加大，拉引速度大大提高，产量和生产规模增大；由于玻璃成型是在熔融锡液表面进行，因此可以获得双面抛光的优质镜面，其表面平整度、平行度可以与机械磨光玻璃相媲美，而机械性能和化学稳定性又优于机械磨光玻璃；到目前为止，采用该方法可以生产出厚度在0.325mm之间多种品种、规格的优质浮法玻璃，以满足不同用途的需求；另外，浮法工艺还可以在线生产多种颜色玻璃和 Low-E 玻璃，大大丰富了平板玻璃的畴，扩大了平板玻璃在各个领域的应用。中国玻璃工作者自从在研制出中国浮法后，浮法玻璃在中国

2、迅速得到了发展。经过我国玻璃工作者的不断努力，我国先后在熔窑日熔化量、玻璃生产技术装备、节能降耗、环境保护、多功能玻璃开发以及超薄、超厚品种研制与产业化等方面取得了重大突破。据统计，至2009年末我国日熔化能力500 t 以上熔窑占浮法玻璃总熔化能力的75.4% , 600 t 以上占 54.48% , 700 t 以上占28.83%。 600 t 以上熔窑占浮法玻璃总熔化能力比重首次超过50% ,成为我国浮法玻璃主力窑型。浮法玻璃生产线规模结构的提高, 提高了我国浮法玻璃生产的能源利用效率, 降低了污染物和二氧化碳排放水平。从产能上看,700 t以上36条的能力占28.83% , 60062

3、0 t的42条能 力占25. 65%, 500550 t的40条能力占20.92% , 400480 t的38条能力占16.51% , 400 t 以下 26条能力占8.08%。大吨位低单位产品能耗和小吨位高产品价值是今后平板玻璃熔窑的发展方向 , 没有地缘优势, 产品无技术特点 , 小吨位、高能耗的普通浮法玻璃将在市场上没有立足之地。在技术领域, 采用中国浮法玻璃技术建设的生产线, 技术装备与实物质量已达到国际先进水平。通过对原料配料称量, 熔窑、锡槽、退火窑三大热工设备及自动控制系统成套软件的一系列科技攻关 , 进而对各关键技术进行系统集成和工程转化,形成了具有自主知识产权并全面达到国际先

4、进水平的新一代中国浮法玻璃技术。还有像我国自主开发的余热发电技术与装备、烟气脱硫技术与装备、石英尾砂提纯及综合利用技术, 全氧燃烧技术与装备也逐渐应用到到浮法熔窑。目前国际玻璃新技术均向能源、材料、环保、信息、生物等五大领域发展。在材料方面，主要指玻璃原片的生产向大片、薄片、厚片、白片四个方向发展。在研发新技术方面，通过对玻璃产品进行表面和在改性处理，使其更具备强度、节能、隔热、耐火、安全、控制、隔声、自洁、环保等优异功能。本次设计遵循以下原则：(1) 认真总结国外同级别浮法熔窑的经验和教训，结合国生产线的实际情况、操作特点，围绕生产优质玻璃液这个重点来进行设计。(2) 着重节能降耗，采用国际

5、先进的节能措施和节能产品，降低生产成本。(3) 全窑工艺尺寸确定既要注重以往的经验数据，同时要有理论创新，要在总结以往经验数据的基础上对新结构确立理论依据。(4) 本熔窑出现的超出国设计手册的结构设计，必须确保结构安全，此类结构需建立相应的力学模型，并经过常温和热态理论论证通过后方可用于设计。(5) 设计中充分考虑延长窑龄的方法和措施，要注重耐火材料装备水平，又要充分考虑生产后期保窑操作的可能性及方便性。(6) 节省投资，材料配置上注重实用性，不搞花架子。主要材料立足于购，尽量少引进硬件，减少外汇开支。第 1 章 总工艺计算1.1 玻璃成分设计要求玻璃成分设计要求：(1) 必须满足使用性质的要

6、求，即依赖于成分和性质与结构的简单关系；(2) 所涉及的成分必须能够形成玻璃并具有较小析晶倾向，因而可以借助于玻璃形成区域图和相图来确定；(3) 必须符合熔制、成型等工艺要求。1.2 设计各成分的作用本次设计是钠钙硅浮法玻璃的设计，其主要成分二氧化硅(SiO2 ) ，氧化钠(NazO),氧化钙(CaO),氧化镁(MgO),氧化铝(Al 2Q),氧化铁(FezQ)等。(1) SiO2 SiO2 是形成玻璃的最主要成分，也是构成玻璃的基础，为玻璃形成体。它赋予了玻璃一系列优良性能，如透明度，机械强度，透紫外光性，化学稳定性和热稳定性等。玻璃液的粘度、热稳性和化学稳定性均随含量增高的增加而提高；密度

7、和热膨胀系数随含量的增加而降低。缺点是熔点高、粘度大，使玻璃熔化、澄清和均化困难，能耗增加，一般在控制在71%73%。(2) Al 2O3 少量的Al 2O3 在玻璃中为四面体结构，起到补网的作用，也可以提高玻璃的化学稳定性和热稳定性，称网络中间体。太多了会使玻璃的熔化速度减慢和会使澄清时间延长，也不利于均化，而且对玻璃液在锡槽中摊平抛光也不利。一般控制在0.1%1.6%。(3) Fez。钠钙硅玻璃中的Fe一般以Fe2+和Fe3+状态存在，均有颜色，因此在玻璃中 Fe 是杂质，引入 Fe 会使玻璃产生颜色，降低玻璃的透明度和白度，因此玻璃中 Fe 的含量应尽量的低，一般控制在0.070.z1%

8、。CaO CaO 是玻璃网络外体， 在一定围能加速玻璃的熔化和澄清过程， 并提高玻璃化稳性。高温时降低玻璃粘度，低温时增加玻璃液粘度，亦可调整玻璃的料性，提高玻璃的硬化速度。但玻璃中CaO的含量不宜太大，如大于10%则玻璃易产生结晶。一般在 7.7%10.0%(5) MgO MgOTt提高玻璃的化学稳定性和机械强度， 并能减低玻璃的析晶倾 向，与CaO一样为网络外体。生产中 MgO对玻璃液的粘度有复杂的作用，当温度 高于1200c时，会使玻璃的粘度降低，而在 1200900c之间，又有使玻璃液的粘 度增加的倾向，低于900c反而使玻璃的粘度下降，因此，玻璃中 Mgg量不宜太 大，一般控制在4.

9、0%左右。(6) RO 这里主要是NaO和K2O, NaO在玻璃结构中主要起断网作用为网络 外体，可以大幅降低玻璃液的粘度，降低玻璃的熔化温度，增加玻璃的流动性， 是良好的助熔剂。但过多的NaO会降低玻璃的化学稳定性、热稳定性及机械强度，还容易使玻璃析碱、发霉，并使生产成本增加。K2O和NaO一样为网络外体，起助熔作用。K2O代替NaO具有“双碱”效应，提高玻璃化学稳定性，减少玻 璃的析晶，改善玻璃的析晶倾向。在浮法玻璃生产中引入K2O主要是它能降低玻璃 表面力，有利于玻璃液在锡槽中摊平和抛光，获得高质量的玻璃表面并改善玻璃 的光泽。RO的含量一般在13.4%14.6%某实际厂家的玻璃成分见表

10、1-1。表1-1 某浮法玻璃厂实际生产的成分单位：(质量分数)氧化物SiO2Al 2O3FezQCaOMgO的OSOWt%72.101.300.208.284.0613.900.07根据以上理由和实际厂家玻璃成分的参考本次设计玻璃的主要成分见表1-2 :表1-2 玻璃成分单位：(质量分数)氧化物SiO2Al 2O3Fe2O3CaOMgOR2OSOWt%72.191.600.178.104.0113.720.081.3各种物理性质的计算(1)玻璃粘度并绘制q-T曲线粘度是玻璃的一个重要物理性质，贯穿于玻璃生产的全过程。在熔制过程中, 石英颗粒的溶解、气泡的排除和各组分的扩散都与粘度有关。温度与粘

11、度关系公式2r = r0 +logiun + A(1-1)使用富尔切尔法计算玻璃粘度，此法适用于实用工业玻璃。其成分以相对于SiO2为1.00mol来表示，即以氧化物的物质的量/SiO2的物质的量表示。计算系统 使用玻璃成分围为：SiO21.00mol, NaO 0.150.20mol, CaO 0.120.20mol, MgO 0.000.051mol, Al 2O 0.00150.073mol,且满足公式 1-1 在公式1-1中，A, B和T0可由下式求出A=-1.4788Na2O+0.8350KO+1.6030CaO+5.4936MgO-1.5183AO+1.4550 B=-6039.4

12、Na2O-1439.6K2O-3919.3CaO+6285.3MgO+2253.4AO+5736.4 T=-25.07Na2O-321.0K2O+544.3CaO-384.0MgO+294.4A2O3+198.1注意：”的单位为P (1P=101PaT)，该体系适用的粘理范困为101。加白§ ,一般实验与计算的结果一般偏差为 3r0设以100g原料为基准，根据原料成分表1-2得各氧化物折合系数见表1-3:表1-3 各氧化物的折合系数组分SiO2CaOMgOAl2O3Na2O质年(g)72.198.104.011.6013.72物质的量(mol)1.20140.14440.09950.

13、15570.2214折合物质的量(mol)1.00000.12020.08280.01300.1843根据表1-3可求出:A=1.811.4788 , 0.1834 + 1.6030 0.1202 + 54936 0.0828 - L55B83 入 0.0130 + 14550B=4701.9-6039.7 a 0.1843 - 3919.3 0.1202 + 6285.3 八 0.0828 + 2253.4 0.0130 + 5736,4 =To=一 25.07 X 0.1843 + 544,3 X 0.0,1202-384,0 X 0,0828 + 294.4 X 0.0130 + 198

14、.1=230.94有A, B和T0的值，根据公式1-1求得见表1-4 :表1-4 各温度所对应的粘度单位：Pa占应变点转变点退火点变形点软化点操作点熔化点粘度Y- -13.610- -12.410- -1210- -10.51010710310lg Y13.612.41210.5731温度T( C)517.47540.03548.42584.20710.241040.221465.03图表1-1玻璃粘度-温度曲线(2)玻璃表面力(T熔融玻璃的表面力在玻璃制品的生产中有着重要的意义，特别是在玻璃的澄 清、均化、成形、玻璃液与耐火材料相互作用等过程中起着重大的作用。硅酸盐 玻璃的表面力一般为(22

15、0380) 乂 10-3N/m,较水的表面力大34倍，也比熔融的 盐类大，而与熔融的金属的数值相近。 a【 计算公式：二£%(1-2)式中 (T 一玻璃的表面力；仃1各种氧化物的平均表面力因数；3 1 每种氧化物的摩尔分数。在温度1400c下各氧化物表面力因数2见表1-5:表1-5各氧化物的表面力因数组分SiO2Al 2QFe2OCaOMgONa2O324585440492549122根据表1-1玻璃成分可以求得：CT324 x 72.19% + 585 x 1.60% F 440 x 0.17% + 492 科 8.10 72.19% + 1.60% 4- 017% 4- 8+10

16、% + 4.3496L973x JLU =99.79=350.36 X 10 N/m符合硅酸盐玻璃表面力的一般值。(3)玻璃密度玻璃的密度表示玻璃单位体积的质量。它主要取决于构成玻璃原子的质量，也与原子的堆积紧密程度以及配位数有关，是表征玻璃结构的一个标志。在实际生产中，通过测定玻璃的密度来控制工艺过程，借以控制玻璃成分。普通钠钙硅玻璃的密度为2.5 g/cm 3左右。采用Knapp系数可以直接用加和性公式计算出密度，此种方法计算简便，即将玻璃成分的质量分数（%乘以加和系数2表1-6各氧化物的Knapp加和系数组分SiO2Al 2O3CaOMgONa2OKnapp系数0.022840.0253

17、00.034950.029420.02890根据表1-2玻璃的成分求得:SiO2：0,02284X72.19 = 1.6488Al2O： 0.02530 乂 L60 = 0.04D5CaO:0.03495 X 8 10 = 0.2831MgO ：0.02942 x 4,01 = 0.1180Na20：0,02890 Ml 372 = 0.3965=2.4869g/ cm 3,符合一般钠钙硅玻璃的密度。（4）热膨胀系数玻璃的热膨胀系数对玻璃的成形、退火、钢化、封接以及玻璃的热稳定性等 性质都有着重要的意义。玻璃受热后都要膨胀，膨胀多少是由它们的线膨胀系数和体膨胀系数来表示。P = 3唐 + 3a

18、2 + «3式中：k一线膨胀系数由于玻璃的线膨胀系数a为10-7C-1数量级，弧和炉数值都很小，可以忽略不 计，近似取0 = 3叽 采用体积膨胀系数的场合比较少，因此玻璃热膨胀系数一般 指线膨胀系数。采用高桥健太郎法求玻璃的线膨胀系数 网，根据玻璃的成分表1-2, 一一化一y氧化物=”氧化物（1-3）Y氧化物 匕收化物(1-4)表1-7各组分应的 y和Y组分SiO2NaO.5CaOAlO1.5MgOFeO.5总和y氧化物1.2010.4430.1440.0310.0990.0021.920Y氧化物(衿62.623.17.51.65.20.1100.1在0400C温度围高桥的加和性计算

19、系数3如下表:表1-8各组分氧化物的高桥加和性系数组分SiO2NaOsCaOAl。"MgOFeO.5加和性系数 “10-8c-10.6029.514.53.16.05.0根据以上两表表1-7和表1-8,得玻璃在0400C温度围的线膨胀系数优为Iu = 0.60 X 62.6 + 29.5 X 23.1 + 14.5 X 7.5 + 3.1 X 1.6 + 6.0 X 5,2 + 5.0 x 0,1=86.442 X 10-7-1(5)玻璃比热玻璃的比热容常用语熔炉热工中计算燃料消耗量、热利用率等。各种玻璃的比热容一般介于3351047/("g ' K)。比热计算公式

20、如下：Q 2(1-5)式中Pl一玻璃中某氧化物的质量分数，%c I 一玻璃中各种氧化物的比热容系数。表1-9各种氧化物的比热容计算系数组分SiO2Al 2。Fe2O3CaOMgONa2O温克尔曼系娄0.0019120.0020740.0016000.0019030.0024390.002647注：此表计算的比热容的单位为cal/(g , *)根据公式1-4和表1-8可知玻璃在15500c围的比热容c为:c=0.7219 x 0.001912 + 0.0160 x 0.002074 + 0.0017 x 0,001+ 0.0401 x 0.002439 + 0.1372 x 0,002674=2

21、.0349965Kcal (kg . M)=486.14/(- K)介于3351047/(kg，*)之间，合理。(6)玻璃的导热系数入玻璃的导热性以热导率来表示，热导率来表征玻璃传递热量的难易。玻璃是 一种热的不良导体，其热导率较低，介于 0.7121.340W/ (m犬)之间。其热导率 主要取决于玻璃的化学组成、温度及其颜色等。热导率十分重要，在设计熔炉、设计玻璃成形压膜以及计算玻璃生产工艺热平衡时，都要先知道材料的热导率。根据Ratcliffe 得出100c下按质量分数计算热导率的加和性系数2如下表1-10:表1-10各组分热导率加和系数组分SiO2Al 2。Fe2。CaOMgONa2O热

22、导率加和系数3.443.231.732.394.530.67求得玻璃的热导率人为：入=j 入 j = 72.19% X 3.44 + 1-60% X 2A4 + 017%+ 4.01% x 4,53 + 1372% x (-0.67) x 10-5=28038 x 10 * Scal - cm - 1 5'1*1=11741V m'1 . K*1介于 0.7121.340W/ (m,*)之间，合理。综合以上，根据设计玻璃的性能要求，参考现有实际生产厂家的玻璃组成成分，结合给定的生产工艺条件，拟定出设计玻璃的最初组成。利用有关玻璃性质的计算公式，对所设计的玻璃的主要性质进行了预算

23、，所设计玻璃的应变 点、退火点、变形点、软化温度、操作点等均满足玻璃形成的工艺要求；玻璃 的各种主要性质符合钠钙硅浮法玻璃的一般性质要求；所以，上述所设计的玻 璃成分合理。第 2 章 玻璃配合料的计算2.1 配合料计算条件及步骤2.1.1 配合料计算条件根据玻璃成分和所用原料的化学成分可以进行配合料的计算。在进行配合料的计算时，应假设原料中的气体物质在加热过程中全部分解逸出，而其分解后的氧化物全部转入玻璃成分当中。也要考虑各种因素对玻璃成分的影响，例如氧化物的挥发、耐火材料的溶解、原料的飞散、碎玻璃的成分等，从而在计算时对某些组分做适当的增减，以保证设计成分。2.1.2 计算步骤配料计算步骤如

24、下：第一步先进行粗算。即假定玻璃中全部的 SiO2和A12O均有砂岩和包钥石引入 CaO和MgO有白云石和石灰石引入；NaO有纯碱和芒硝引入。在进行粗算时，可 以选择含氧化物种类最少或用量最多的原谅开始计算。第二步进行校正。例如在进行粗算时，在砂岩和钽铌石用量中没有考虑其原料所引入的SiO2和A12O3,所以应进行校正。第三步把计算结果换算成实际配料单。2.2 玻璃成分及相关参数（ 1）玻璃的设计成分见表 1-2（ 2）各种原料的化学组成见下表 2-1LSiO2Al 2OFe2QCaOMgORONspCONs2SQC砂岩0.494.640.660.20.050.04粗锯石1.272.4214.

25、960.130.180.046.57石灰心1.02.370.090.1052.261.20白方后1.50.940.310.0931.2420.60纯碱2.058.2299.56芒硝0.443.2499.03煤粉87.12表2-1玻璃原料成分单位： （质量分数）（3）配料工艺参数与所设数据纯碱飞散率纯碱飞散率纯碱飞散率于纯碱的物理性质（容重、颗粒组成等）、配合料水分、加料方 式等因素有关。浮法玻璃配合料使用重质碱时的飞散率小于使用轻质碱的飞散率， 重质碱的飞散率控制在1.4%1.8%之间。芒硝含率芒硝含率芒硝含率随熔化温度、火焰气氛及玻璃液澄清质量而定，同时也与重油中硫分含量有关。炭粉含率炭粉含

26、率炭粉含率的理论值为4.2 ,当芒硝用量确定后，炭粉的实际用量与本身的颗 粒组成、易燃性、组成配合料的各种原料的 CODfi、火§窑1#2#小炉温度及火焰 的性质有关系，也与重油的含硫量有关，浮法玻璃的生产炭粉含率一般控制在。玻璃获得率玻璃获得率碎玻璃引入率在生产的各个环节总有一定量的碎玻璃，如生产中不合格产品及切裁下来 的边子等。加入碎玻璃经济上节约能源。工艺上有利于配合料的熔化、澄清、 节能降耗、降低成本等，符合环境保护和可持续发展战略。碎玻璃的用量一般 以配合料的15而且要求块度要均匀，不宜过大或过小。由以上参考，所取参数如下：纯碱挥散率：1.6 芒硝含率：3炭粉含率：4碎玻璃

27、掺入率：20玻璃获得率：82.5计算基础：100 kg玻璃液计算精度：2.3 配合料的具体的算法(1)纯碱和芒硝用量的计算设芒硝引入量为x kg,根据芒硝含率得下式0.4324X13.722.7%x 0.950kg则有芒硝引入RO的量为：0.41kg纯碱用量=13.72 -0410.5822=22.86kg 炭粉用量设炭粉用量x kg ,则x = O.Mkg0.8712X =4% 0.95 X 0.9903(3)砂岩和长石用量的计算设砂岩x kg ,长石y kg0.9464x+0.7242y=72.190.6600X+0.1496y=1.6解得 x=70.47kgy=7.59kg由砂岩和长石引

28、入的各氧化物的量见表2-2原料SiO2Al 2OFe2OCaOMgORO砂岩66.6890.4550.1370.0250.0280.000钥铝石5.5011.1440.0110.0140.0280.500表2-2由砂岩和粗铝石引入的各氧化物的量单位：kg(4)白云石和石灰石用量计算设白云石x kg ,石灰石y kg0.5226y+0.3124x=8.1-0.035-0.0140.0120y+0.2060x=4.01-0.028-0.028解得 x=19.08kg y=4.00kg由白云石和石灰石引入的各氧化物的量见表2-3表2-3有白云石和石灰石引入的各氧化物的量单位：kg原料SiO2Al 2

29、O3FezQCaOMgO白方后0.1790.0590.0175.9603.930石灰心0.0940.0040.0042.0900.049(5)校正砂岩和包钥石用量设砂岩x kg ,长石y kg0.9464x+0.7242y=72.19-0.017-0.09kg0.0066x+0.1496y=1.6-0.06-0,004解得 x=70.51kgy=7.16kg(6)校正纯碱用量和挥散量 设纯碱用量x kg ,挥散量y kg0.5822x=13.72-0.50-0.41 x=22.00kgy/y+22=0.016y=0.36kg(7)把上述计算结果汇总成原料用料表见表2-5质量份表2-5原料用量单

30、原料用量占混SiO2AI2OFeQCaOMgOROL干基湿基合料质量分数砂岩70.4756.6166.60.460.130.040.030.3905.76908.4997铝铝7.596.105.181.070.000.010.000.470.197.697.89石93石灰4.003.210.090.000.002.090.050.151.3651.51石44白云19.0815.330.180.060.025.963.930.1245.28246.02石纯碱22.0013.00.5287.36288.22飞散17.962率0.36芒硝0.950.760.410.912.1612.20煤粉0.0.

31、00.032.10.480.484合计124.4100.016001604.89501(8)玻璃获得率100玻璃获得率=-x 100% =12449580.325%(9)换料单计算”已知：碎玻璃的掺入率为20%各种原料含水率见表2-5;配合料的含水量为4% 混合机容量为2000kg干基。计算如下：2000 kg中砂岩的干基用量为：2000-(2000 >20%)>56.61%=905.76kg砂岩的湿基用量=905.76/0.997=908.49kg根据需求配合料的水分为4%所以(2000-400)/0.96=1666.67kg1666.67-1604.81=61.86kg所以混合

32、时必须另外加水61.86kg o2.4 产量计算玻璃生产的产量计算是依据设计计划任务书规定的生产规模，生产方法和产品品种，计算的基准是熔制车间的生产能力0各项产品相关参数见表2-6。表2-6各向产品相关参数产品厚度2mm3mm5mm6mm产品比例10%50%30%10%重量箱折算系数11.52.53.0玻璃拉引速度(m/h)1250800540500原板宽度3.5 m 工作日345天 综合成品率75%工厂储存定额：原料 硅砂60大 包花石60大 石灰石60天 白云石60天 纯碱30天芒硝60天煤粉60天燃料重油30天2.4.1 玻璃成品产量计算通常生产中，一玻璃重量箱=2mm玻璃板10m (玻

33、璃的密度取2.5g/cm3) 产品年产量箱数：600000>0.75 >345/50=3105000 (重量箱)(1)产品任务见表2-7。(2)完成各类产品各需要生产天数见表 2-8。(3)各种厚度玻璃全年平均生产天数见表 2-9。(4)计算产量见表2-10。(5)产量汇总见表2-11表2-7产品任务表各类产品厚度比例(为年产重量箱数年产m数2mm1031050031050003mm501552500103500005mm3093150037260006mm103105001242000表2-8完成各类产品所需生产天数工作日比例2mm3105000/ (24>4>0.7

34、5 >1250) =34.50.10073mm10350000/ (24>4>0.75 >800) =179.680.52465mm3726000/ (24>4 >0.75 >540) =93.830.27396mm1242000 / (24>4>0.75 >500) =34.50.1007因 34.5+179.68+93.83+34.5=342.51 <345 ,所以能完成生产任务表2-9各类产品生产天数2mm345 >0.1007=34.753mm345 >0.5246=180.995mm345 >0.27

35、39=94.56mm345 >0.1007=34.75表2-10产量表重量箱2mm34.75 >24X1250>4>0.75=3127500 (m2)3127503mm _ ,2、180.99 >24>800>4>0.75=10425024 (m)1563753.65mm94.5 >24>540>4>0.75=3674160 (m2)9185406mm ,2、34.75 >24>500>4>0.75=1251000 (m2)375300表2-11产量汇总产品厚度(mm2356年总数年产(m)3127

36、500104250243674160125100018477684年产重量箱3127501563753.69185403753003170343.62.4.2 玻璃液熔化需用量(1)各种厚度玻璃日熔化量相同。下面以3m啾璃计算800>24M>0.003 >2.5=576 (t/d )(2)产生碎玻璃量576X 1-0.75 ) =144 (t/d )碎玻璃损失率0.5%碎玻璃回熔窑量：144X 1-0.5%) =143.28(3)由配合料熔成玻璃液量576-143.28=432.72(t/d )第3章池窑尺寸及其他的设计3.1 熔化部尺寸的设计设计步骤如下：(1)熔化量 熔化

37、量取600 t/d(2)熔化率 浮法熔窑600t/d的熔化率为2.15 t/(mTd)则熔化面积为卜殴瑞二"9。7(硝(3)熔化面积及其尺寸前脸墙距1#小炉中心线4.5 m,小炉中心线间距3.8 m,共6对小炉。小炉间距大，可以有效提高火焰的覆盖面积，1 #小炉前脸墙距离长些，可以适当提高1#小炉的火焰温度，加速配合料的熔化，提高熔化率和热效率；另外有 利于减轻对前脸墙或L型吊墙的烧损，减轻飞料对1#、2#小炉蓄热室格子体的堵 塞、侵蚀。则熔化面积长 L =4.5+3.8*5+1=24.5m宽 B= F 熔 / L =279.07/11.4=24.48m考虑到池底排砖，横向取整块砖，

38、池底砖：300X 300X 100 mm,在排砖时不考虑实际存在的砖缝隙WJ有 B=11.4m熔化面积 F=B'X Lyi.4*24.5 =279.3 (m2)实际熔化率：6009 J卜=两二”啊末对小炉(6#)中心线后1.5m到卡脖的距离取13.5m则熔化部长L =13.5 +24.5 =38 (项_一' , 一 一 ，2、F熔化部=B X L = 11.4 >38= 433.2 (m)熔化部的长宽比38/11.4=3.3333 ,经验值在3.34.0所以合理。 故：熔化部长：38m熔化部宽：11.4m熔化部面积：433.2m2实际熔化率：2.15t/(m 2 d)3.

39、2 池窑深度池深选取选取h=1.2 m选取浅池的原因是减少玻液的回流，节能效果好；由于上层玻璃液液流厚度 与熔化池深成正比，池深变浅，上层液流厚度随之减少，有利于玻璃液澄清，提 高玻璃的质量。但是浮法玻璃含铁量较低，玻璃液热透射性较强，将使池底温度 提高较多，池底玻璃液的流动性增强，对池底砖的冲刷加剧，所以在池底结构上 要选择较好的铺面砖，本设计选取电熔无缩孔结刚玉砖。3.3 火焰空间设计(1)胸墙 每侧胸墙从池壁侧外移 300 mm这样固定胸墙后可以防止池壁 砖侵蚀后胸墙下倾，避免火焰过长烧损胸墙。胸墙高H = 1600 mm燃油熔窑的胸墙高度一般在15002000 mn间，过高时散热量大，

40、不节能，过低时，火焰容易烧损借脚。因此胸墙高度选择为1600 mm(2)大砧 火焰空间跨度：s = B+ 2C= 11400+ 2>300= 12000 mm大储股高：大借股跨比一般在 1/81/10s ,选取1/8s。贝U: h=1/8s =1500 (mmi" 6O002 + 15O02大石直半径:-一-一 =12750(mm)2h2 x 1500中心角:a 26000-«»sin - = = 0.4705 a = 28 x 2 = 562 R 12750(3) 火焰空间总高度 H + h=1600+ 1500=3100 (mrm (4)火焰空间横断面积

41、F 空=5扇+51+52小-.卫一日3602+ 扭5 + 0.05B=?5612 x (12750 -15)1n X 12750z X 一 1360+ 1,6 X 12 + 0.05 X 11.4_,2、= 32.185 (m)(5)火焰空间横断面面积与熔化面积之比空 31.67= 0.1134喀 2793(6)火焰空间容积强度V 空=5空>< L火= 31.67 >24.5 =775.915 (由(7)火焰空间容积与熔化面积之比炉空 775.915/七八一=-=2.778(nr/m2)H国279.3I )(8)火焰空间容积强度4.17 x 1000 x 9600775,91

42、5=03159 x- h)3.4 投料池选取等宽投料池选取的原因： （ 1）配合料覆盖面积大，配合料的吸热与配合料的覆盖面积成正比，因此有利于提高热效率，提高熔化率； （ 2 减轻配合料料堆对池壁的冲刷和磨损。从生产实践看池壁被侵蚀的最严重的部位，就是配合料料堆冲刷、磨损最严重的部位。投料池的宽度为11.4m；投料池白长度为2.4m。3.5 卡脖及气体空间分隔装置设计（ 1）卡脖卡脖是熔化部和冷却部之间的通道， 其作用是减少流向冷却部的热气流和玻璃液流量，并且使玻璃液通过卡脖后能用较少的冷却面积见玻璃液冷到成型所需要的温度。因此现在卡脖从以前的 4050%降低到35%左右，而长度却在不断加长，

43、最长的有 7.5 m 。这样可以减少玻璃液的回流，减低能耗。同时为了布置大水管、吊墙和搅拌器，卡脖必须具有一定的长度。卡脖宽： 4 m 卡脖长： 6 m（ 2）气体空间分隔装置设计采用矮碹来分隔火焰空间，选取矮碹的股跨比 1/10 。3.6 冷却部冷却部的作用是使玻璃液在冷却部均匀降温冷却到成型要求的温度。冷却部的温降主要是通过冷却部本身外表面的自然散热来实现。现在在冷却部吹微调风（即稀释风）以保证使玻璃液的成型温度波动围在± 1围。（ 1）冷却面积采用冷却部面积与熔化面积的比例来确定，一般取0.40.6 ，冷却越大，能够加速玻璃液的冷却，所以取0.6 。2F 冷=5熔X0.6 =2

44、79.3 X0.6V67.58 m2冷却部宽一般为熔化部宽的7590%，取80%，则：B冷=8熔X80%f11.4 X0.8 4.12 (mj)根据池底排砖的需要，而且砖肯定是完整的，砖尺寸为300>300>1000 mm则冷却部实际宽度B实= 0.3M1 = 9.3 (mj)冷却部的长度F冷 _ 167.58日实 9,3=18.02 m冷却部的长宽比9.3 / 18.02= 0.5561而浮法熔窑冷却部的宽长比一般为 0.550.75 ,所以宽长比合理。每吨玻璃液占有冷却部面积为：167.58/600= 0.2793m 2/(t d)每吨玻璃液占有冷却部的面积经验数据一般为0.2

45、20.3m2/(t - d),所以符合一般的经验值。(2)深度 与卡脖深度一样，比熔化部的浅。这样在它们之间设置台阶，可以减少玻璃液的回流，节能，取 1200 mm(3)胸墙 空间高度不宜太高，否则容易造成冷却部负压操作，取 700 mm 不能影响安装冷却部微调风才装置。(4)大硝冷却部空间跨度 s= B+ 2C= 9300+2M00= 9900 mm大储股高：冷却部大储股高一般为 1/71/9s ,不宜过大，否则水平推力，安 全系数降低。取1/8s。2/i1051875h =9900/8 = 1237.5 (mrjn冷却部大借半径:中心角：0.47第4章热工计算4.1 耗热量的计算4.1.1

46、 已求得的数据（1）原料组成见表4-1表4-1原料组成单位：质量分数（%原料名称料方/% （以干粉料计算）化学组成/%S。Al 2。FeOCaOMgOROC砂岩56.6194.640.660.200.050.04粗锯石6.1072.4214.960.130.180.046.75石灰心3.212.370.090.1052.261.20白方后15.330.940.310.0931.2420.60纯碱17.9658.22芒硝0.7643.24煤粉0.0387.12合计100.0(2)碎玻璃用量占配合料的20%(3)配合料(不包含碎玻璃)水分：4%(4)玻璃熔化温度1400 c4.1.2 100 kg

47、湿粉料中形成氧化物的数量见表 4-2表4-2形成玻璃液的各氧化物的量单位：质量分数(为原料名称形成玻璃液的氧化物量的计算氧化物数量/ kgSiO2AI2QFe2c3CaOMgO的O总数砂岩56.61。以 100X96%4.64%51.456.61 % 100X96%< 66%30.3656.61 %x 100X96%< 2%0.1156.61 %x 100X96%< 05%0.056.61 %X 100X96%< 04%280.027251.9466但银6.1 %X 100X96%2.42%4.24石6.1 %X 100X96%< 146%10.876.1 %x

48、100X96%<3%610.006.1 %x 100X96%<8%080.06.1 %x 100X96%< 04%1050.006.1 %X 100X96675%020.38475.5133石灰3.21 %x 100X 96%.37%0.07石3.21 %x 100X 96%x 0.09%30.003.21 %x 100X 96%x 0.10%030.003.21 %x 100X 96%2.26%31.63.21 %x 100X 96%x 10%10.0371.7233白云石15.33 %< 100X96%< 04%15.33 %< 100X96映 0.31

49、%15.33 %< 100X96%< 0.09%15.33。屏 100X96%< 31.2415.33 %< 100X96%< 20.600.13830.04560.01324.59753.03177.8263纯碱17.96。屏 100X96%8.22%9.8769.876芒硝0.76 %X 100X 96%3.24%0.31660.3166合计55.881.2820.1276.2463.09610.577377.204.1.3 100kg干粉料逸出气体组成见表 4-3表4-3逸出气体组成原料名称逸出气体量的计算逸出气体量COH2OSO总量石灰心3.21 %X 1

50、000.4398=1.35531.3553白方后15.33 %X 1000.4682=6.89046.8904纯碱17.67%X 100X 00.4178=7.08727.0872芒硝0.76 %X 100X(5676=0.4140.4141煤粉0.03 %X 100X0.8712=X0.092010.0920湿粉料100>4%=44.04.0质量/ kg15.42494.00.414119.839体积（标准状态）/m37.85274.980.144912.9776所占体积分数/%60.5138.371.12100.04.1.4配合料用量的计算碎玻璃量_ 20粉料量二80即：碎玻璃量二茅粉料量即1 kg粉料中需要加入0.25 kg碎玻璃，可以得到玻璃液:1-19.839。以 140.25 = 1.0516因此，熔制成为1 kg玻璃液需要粉料量：G粉=1/