1、窯爐知識培訓(xùn),窯爐理論知識,玻纖窯爐的發(fā)展史 1、坩堝爐組合爐池窯 A、坩堝爐分：鉑金坩堝、代鉑坩堝（耐火材料） 電加熱（每臺爐子均獨立） 玻璃球坩堝（代鉑爐） 漏板拉絲制品 B、組合爐：電加熱 玻璃球組合爐漏板（多塊）拉絲制品 C、池窯（單元窯）：全火焰、火焰電助熔、全氧火焰電助熔,原料粉碎配料池窯漏板拉絲制品,漏板,涂油器,玻璃球,1、坩堝拉絲示意圖,拉絲機,2、組合爐拉絲示意圖,漏板,涂油器,拉絲機,3、池窯（單元窯） 窯型,一字型,池窯,通路,池窯,主通路,作 業(yè) 通 路,T字型,池窯,主通路,分配通路,作 業(yè) 通 路,作 業(yè) 通 路,H型,煙筒,煙筒,雙H型,用來熔制E玻璃和生產(chǎn)玻璃

2、纖維的窯爐，通常采用單元窯，單元窯是池窯的一種形式。它是一種窯池狹長，用橫穿爐膛的火焰燃燒和使用金屬換熱器預(yù)熱助燃空氣的窯爐。 特點：玻璃在單元窯內(nèi)的熔化、澄清行程長，比其它窯型在窯內(nèi)停留的時間長，適合熔制難熔和質(zhì)量要求高的玻璃。,單元窯的重要指標是熔化率，熔化率是指一平方 米面積一天熔化的玻璃液量，單位為T/(m.d) g=G/F F 指熔化面積 G 指每天熔化的玻璃液量 g 值的高低反映了單元窯設(shè)計和生產(chǎn)管理水平高低，包括原料成分、水分、質(zhì)量的控制和窯爐運行的控制水平等，同時還與纖維直徑有關(guān)。 目前我公司的窯爐設(shè)計取g=0.9 T/(m.d) 實際已經(jīng)都在1.1以上，最高的已達到1.2 但

3、國外高的達到1.7-2.2,窯爐熔池的大小的確定 熔池的長寬確定是根據(jù)熔化面積和熔池長寬比來確定的 ，長寬比越大，投入窯內(nèi)的玻璃原料從熔化到完成澄清，其間的玻璃行程越長，越有利于熔化和澄清?，F(xiàn)在的池窯的長寬比在3左右，粗紗窯的稍小一些一般在2.63，細紗窯一般在3以上。 池深主要取決于玻璃的透熱性及池底耐火材料能承受的溫度。一般而言，E玻璃單元窯產(chǎn)量較?。?0t/d）或細紗窯池深為600mm,產(chǎn)量較大一般采用900mm,現(xiàn)在隨著電助熔及純氧燃燒技術(shù)的應(yīng)用，池深還在進一步加深。,我公司幾條窯爐主要尺寸如下：,幾個有關(guān)耐火材料性能指標的解釋： 耐火度：指耐火材料抵抗高溫而不易變型的性能。 耐火度只

4、是表明耐火材料軟化到一定程度時的溫度，是人為規(guī)定的指標，因此耐火度雖然反映耐火材料抗高溫性能，可作為選用時的參考依據(jù)，但由于在達到耐火度以前，材料已經(jīng)軟化不能使用，所以耐火度并不是耐火材料允許使用的最高溫度。 荷重軟化點：耐火材料在高溫下抵抗機械負荷的能力也稱高溫結(jié)構(gòu)強度。 指在0.2MP的荷重下，把耐火材料升溫到開始變形及變形到一定程度時的溫度范圍，表示耐火材料能夠承受使用溫度的一個重要性能指標。 荷重軟化點主要決定于它的化學(xué)、礦物組成、組織結(jié)構(gòu)及致密性 熱穩(wěn)定性：耐火材料經(jīng)受溫度急變而不破壞的性質(zhì)，也叫耐急冷急熱性 主要決定于其熱膨脹性，在溫度波動時磚體內(nèi)外產(chǎn)生了溫度差，內(nèi)外膨脹和收縮不同

5、而產(chǎn)生熱應(yīng)力，當熱應(yīng)力達到材料的極限強度時就使其破壞。熱穩(wěn)定性與體積密度、導(dǎo)熱系數(shù)、熱容、機械強度及組織結(jié)構(gòu)有關(guān)。 氣孔率：在耐火材料中，常有許多大小不等、形狀不易的氣孔，與大氣相通的叫開口氣孔（顯氣孔） 體積密度：耐火材料單位體積所具有的質(zhì)量,E玻璃單元窯選用的耐火材料主要有以下幾種 致密氧化鉻磚、多孔氧化鉻磚、致密氧化鋯磚高致密氧化鋯磚、標準鋯磚、燒結(jié)莫來石磚、電熔鋯剛玉磚、電熔鉻剛玉磚。 其主要特性如下：鉻磚,鉻剛玉磚(AZCS-30) 密度3.35g/cm3, 顯氣孔率18%,常溫耐壓強度，Cr2O3 301%,ZrO2 171%, SiO2 101%, Al2O3 411% 鉻剛玉泥

6、漿(AZCS-30) Cr2O3 301%,ZrO2 171%, SiO2 101%, Al2O3 411% 致密氧化鉻磚具有最佳的抗高溫E玻璃的侵蝕性，其侵蝕物基本上對玻璃液不造成污染，是首選的優(yōu)質(zhì)耐火材料磚材 致密氧化鉻磚采用等靜壓法成型，其致密度非常高，其抗侵蝕性是致密氧化鋯的兩倍。主要應(yīng)用在直接接觸高溫玻璃液的熔化部池壁、熔化部高溫部位池底、主通路池壁和池底、分配通路池壁和池底等高溫部位。 主要廠家：美國的科哈特、德國的VGT、廣州石井。,鋯磚,鋯英石搗打料(ZSR-65) ZrO2 65%，F(xiàn)e2O3 0.5%，耐火度17900C，密度3.500.1 g/cm3 粒度4-0mm，常溫

7、耐壓強度50Mpa 鋯質(zhì)泥漿(ZSM65) ZrO2 652%，F(xiàn)e2O3 0.5%，耐火度17900C，粒度0.5-0mm 鋯質(zhì)密封料(ZSC-65) ZrO2 652%，F(xiàn)e2O3 0.5%，耐火度17900C，密度3.500.1 g/cm3 粒度4-0mm，常溫耐壓強度50Mpa,致密氧化鋯磚也是采用等靜壓法成型 主要用在E玻璃單元窯接觸玻璃液溫度稍低的熔化部池底、分配通路池底、作業(yè)通路池底及作業(yè)通路流槽磚和漏板磚，也被用作致密鉻磚的背襯磚使用。 標準鋯磚有良好的熱穩(wěn)定性和抗剝落性。使用在粉料侵蝕較重的投料口胸墻及后墻，熔窯觀察孔磚及通路火焰空間的胸墻和蓋板磚、燒嘴磚。,電熔鋯剛玉磚（A

8、ZS磚,莫來石磚,莫來石膠泥（MUM-70） Al2O3 652%， Fe2O3 0.5%，耐火度17900C，粒度0.5-0mm,燒結(jié)莫來石磚的主要用途： 標準鋯的背襯磚、熔化部胸墻、及前墻磚、通路煙道內(nèi)襯磚、大碹碹腳磚、換熱器入口煙道外墻磚。 再燒結(jié)電熔莫來石磚的主要用途： （采用融熔法形成莫來石晶體后再燒結(jié)成的莫來石磚） 具有更優(yōu)良的抗高溫蠕變性和耐熱抗震性，主要用在窯爐大碹和火焰空間。,粘土磚,窯爐的基本磚結(jié)構(gòu)：,致密氧化鉻,致密氧化鋯,鋯質(zhì)搗打料,致密粘土大磚,粘土保溫磚,硅鈣板,AZS燒嘴磚,標準鋯磚,高鋁磚,鼓泡管,鼓泡的位置： 1、在池長1/3處布置一排鼓泡起助熔作用，在池長2

9、/3 4/5處布置另一排鼓泡，起促進澄清和均化作用。 2、第一排鼓泡在池長2/3附近，第二排緊隨其后，兩排間相距約1m或更近。起到阻擋生料和加強玻璃液均化。 流液洞的兩種結(jié)構(gòu)： 1、流液洞形式 2、鉑金擋磚結(jié)構(gòu),正在砌筑中流液洞,剛砌筑完的流液洞,鉑金擋磚流液洞,火焰空間結(jié)構(gòu)： 在熔化部玻璃液面的上面是由胸墻、大碹、前后墻所包圍的充滿火焰的整個爐膛空間。 火焰空間的胸墻和大碹，由于各部位損壞情況不同，熱修時間不同，為了分別進行熱修，并減輕胸墻和池壁的承重負荷，延長使用壽命，將大碹、胸墻分別支撐。 通路結(jié)構(gòu)： 通路的作用是接受從熔窯流液洞或擋磚下通道流過來的玻璃液，逐漸降溫、恒溫，并使之達到合適

10、的成型溫度后流入拉絲漏板。 我公司的通路主要尺寸： 1窯主通路長：10m 寬：1.05m 分配通路長：7m 寬：0.9m 作業(yè)通路長：10m 寬：0.45m 234主通路長：7m 寬：1.05m 分配通路長：7.6m 寬：0.9m 作業(yè)通路長：11m 寬：0.45m,窯爐其他系統(tǒng),1、助燃風機、阻尼風機、冷卻風機、熱風風機 2、燃氣預(yù)混系統(tǒng) A、大系統(tǒng) B、小系統(tǒng) 燃油系統(tǒng) 金屬換熱器,窯爐工藝控制,窯爐內(nèi)的玻璃液流按其產(chǎn)生的原因不同分為生產(chǎn)流和熱對流。 生產(chǎn)流是由于成型玻璃的拉力和投料機投料的推力而產(chǎn)生的從投料口向成型部的縱向流動。 熱對流是由于玻璃液內(nèi)存在溫度差引起的。窯池內(nèi)不同部位溫度不

11、同，其密度也不同，從而使玻璃液內(nèi)部產(chǎn)生靜壓差引起對流，p=H11g=H22g 按玻璃液流動方向分：縱向流、橫向流和回旋流 縱向流的形成是從熱點流向投料口的高溫玻璃液從料堆的下面不斷地將熱量傳給料堆，料堆融化后密度增大而下沉，匯入到熱點回流來的玻璃液中，下沉到某一深度上而后轉(zhuǎn)向，隨同深層流流向熱點，這部分液流到熱點后又分為兩部分，一部分仍參與投料回流中，另一部分又下降通過流液洞流出熔化池，這一回流起到澄清、均化玻璃液的作用，澄清的效果取決于玻璃液在這一階段的溫度，溫度越高越好，以便流入流液洞之前能溶解殘留的結(jié)石和氣泡。 橫向流的形成由于在池窯橫向玻璃液表面接受火焰加熱，中間接受火焰熱量多溫度高而

12、兩邊接受的火焰熱量少溫度低，加之兩側(cè)池壁散熱作用，使玻璃液橫向產(chǎn)生溫度差，從而形成。,熔窯中玻璃對流形成示意圖,1、加料力,2、出料力,3、對流力,溫差T1,溫差T2,熱點高溫帶,加料器,縱向?qū)α?橫向?qū)α?玻璃液流的作用：有利熔化操作，加速配合料的熔化，增加了熱量損失，加速了對窯體的侵蝕。 泡界線的形成由于投料機的推力和熱點回流相等，配合料停留在某一位置熔化，在這個位置熔化好的玻璃液與未熔化好的具有大量氣泡的配合料之間形成一條清晰明顯的界線，界線以內(nèi)有很多氣泡，而界線以外的氣泡很小或呈鏡面，這條分界線稱為鏡面。 玻璃液內(nèi)的傳熱 已融化好的玻璃液對輻射熱的透過能力差，輻射熱到達玻璃液表面以后，

13、有小部分反射，大部分在表層被吸收，同時有一部分在透入下層的過程中逐漸被吸收。同時玻璃液對熱輻射的透過能力具有一定的選擇性，只有波長在03微米之間的輻射才可透過，而在這段波長范圍內(nèi)，輻射能主要是來自火焰中的碳和窯碹的輻射及CO2-H2O的輻射。由于玻璃液的粘度大，速度小，屬層流運動，因此，對流傳熱只在液流流動方向上才有作用，而在垂直液流方向上只能靠傳導(dǎo)和輻射傳熱。因此為了加強玻璃液內(nèi)部傳熱，采取鼓泡、電助熔等強化熔制措施。,鼓泡的作用 是從窯池底部向玻璃液鼓入具有一定壓力的氣體，在玻璃液內(nèi)形成不斷上升、逐漸擴大的氣泡，到達表面后破裂，氣泡上升把一部分下層玻璃液帶至液面，上層玻璃液下沉，在氣泡周圍

14、形成循環(huán)液流。 氣泡的作用主要有以下幾點： 加速玻璃液的澄清和均化 改善了沿池深方向的熱傳遞 提高了底層玻璃液的溫度 控制和穩(wěn)定玻璃液的表面流，防止跑料，也保證了配合料有足夠的澄清和均化時間 氣泡把料堆打散，加速熔化 鼓入空氣或氧氣，能加強氧化反應(yīng)，有利玻璃的脫色。,窯爐作業(yè)制度的關(guān)鍵幾點：,窯溫 窯壓 泡界線 液面 火焰氣氛,溫度制度是影響玻璃熔制質(zhì)量的主要因素 溫度制度不僅要滿足玻璃熔化的要求，更重要的是使玻璃液產(chǎn)生合理的流動，從而產(chǎn)生清晰明顯的泡界線，有利熔制操作。 溫度制度一般用溫度曲線表示。 溫度曲線的兩種類型：,投料口,T,投料口,T,T, 此種“山型”熱點明顯，玻璃液對流劇烈、泡

15、界線清晰穩(wěn)定、熱點后溫度坡度大、玻 璃液冷卻速度快、容易達到穩(wěn)定作業(yè)的目的。 溫度制度應(yīng)穩(wěn)定合理，它的變化將影響玻璃液的液流和泡界線的清晰與否。,窯壓的要求：窯內(nèi)微正壓，要求穩(wěn)定 243Pa 窯壓的大小 在接近玻璃液面處最好是零壓并要求穩(wěn)定，這樣既無冷空氣吸入，也無火焰從孔口逸出，但零壓較難控制，通?？刂莆⒄龎骸?若是負壓，會有冷空氣被吸入，從而降低爐溫，打亂窯內(nèi)溫度和氣氛制度。 若窯壓太高，熱氣流會力圖從裂縫處逸出窯外，在密封不嚴的接縫處和開孔處引起燒蝕，降低窯爐使用壽命，增加熱損失。 若不穩(wěn)定會引起窯內(nèi)溫度和氣氛制度的不穩(wěn)定，同時波動大時還會引起液面波動。,泡界線是投料機推料前進的作用與熱

16、點回流的作用力相互平衡的結(jié)果，當窯內(nèi)溫度制度、成型作業(yè)和投料情況等稍有變化都會在泡界線上有所反映。因此根據(jù)泡界線的形狀、位置和清晰程度可判斷出熔化作業(yè)的好壞 泡界線的要求：位置合適、形狀合理、清晰 為維持泡界線的穩(wěn)定，應(yīng)注意一下幾點： 窯爐結(jié)構(gòu)設(shè)計合理 溫度制度穩(wěn)定合理 作業(yè)速度不能超過熔化能力，造成熔化不良。 油槍燃燒穩(wěn)定、燃燒狀態(tài)較好，風油比合理，燃燒充分。 原料料方波動也會引起泡界線不穩(wěn)定。 投料機投料正常。,玻璃液面要求穩(wěn)定，其波動范圍只允許在0.3mm。 液面的波動說明投料量的波動，造成窯內(nèi)溫度的波動，一方面影響成型作業(yè)的穩(wěn)定，從而影響產(chǎn)量和質(zhì)量，另一方面回家據(jù)對池壁耐火材料的侵蝕，

17、這不僅污染玻璃液造成缺陷，還會縮短窯爐壽命。,= r4/ 玻璃流量 漏嘴以上玻璃液的深度 r漏嘴半徑 玻璃密度 玻璃粘度 漏嘴長度,窯內(nèi)氣氛根據(jù)其化學(xué)組成及其具有氧化或還原能力分為氧化氣氛、中性氣氛和還原氣氛三種 一般要求窯內(nèi)保持微氧化氣氛 熔化部內(nèi)殘氧量控制在1.5%以內(nèi)。 火焰要求：有一定的剛度、長度，清亮有力，不發(fā)飄。,窯爐日常操作中注意事項,1、更換油槍時應(yīng)輕拿輕放，防止將槍頭摔變形不同心變形，影響以后的燃燒效果，更換上油槍不要將油閥達到最大去調(diào)火，應(yīng)該將油閥開度打到比原來刻度稍大一點，然后再去調(diào)火 2、調(diào)窯壓時，要慢慢調(diào)整，不可大幅度調(diào)整煙筒蓋鋼絲繩，否則會使窯壓大范圍波動 3、在玻

18、璃液面相差不大的情況下，為調(diào)整液面調(diào)整投料速度時，應(yīng)慢慢小幅度的調(diào)整，若是液面偶爾出現(xiàn)波動，只要拉絲正常無大的變化，可維持投料速度不變,4、更換預(yù)混風機時，要盡量保持風機吐出壓穩(wěn)定，打開閥門者要比關(guān)閉閥門者速度少快些，但動作要慢，以保持風機吐出壓不降低或波動太大，否則容易引起回火。 5、,生產(chǎn)中的幾個關(guān)鍵問題 原料倉以及窯頭料倉的料位控制 料位的波動容積不得超過總?cè)莘e的25%。 氧化還原指數(shù)（FeO/Fe）的測定每周不得少于3次。測試值要控制在27-30%之間。 混合罐的混合閥必須定期更換，不得在發(fā)生問題后再進行更換，以保證配合料的均勻性。 熔化部的殘氧量需控制在1.5%之內(nèi)，通道控制在1%之

19、內(nèi)，以保證燃料的節(jié)約。 鼓泡的頻率控制在60-70個/分鐘。 換熱器的熱風溫度不得高于720 。 當投料機發(fā)生故障時，必須通過漏板對流量進行控制，以保證爐內(nèi)的原有狀態(tài)。,電助熔、鼓泡 不同的要求有不同的排布 a、鼓泡在熔化區(qū)，電助熔在熱點 b、鼓泡、電助熔同在熱點 c、鼓泡在熱點，電助熔在熔化區(qū)、熱點同時存在 提高熔化率的主要手段 a、使池爐下部的玻璃液參加回流 b、熱效率高 c、在熔化區(qū)插入玻璃液的深度要淺，熱點區(qū)要 深。,形式如下：,富氧及純氧技術(shù),何謂純氧及富氧燃燒? 空氣燃燒： CH4 + 2O2 + 8 N2 - 2H20 + CO2 + 8 N2 富氧燃燒： 係指在燃燒狀態(tài)下，將純氧加入燃燒空氣內(nèi)，使其含氧成份高於空氣之21%。 富氧燃燒具有提高燃燒效率、節(jié)省燃料及減少燃燒廢氣等優(yōu)點。 純氧燃燒： CH4 + 2O2 - 2H2O + CO2 純氧燃燒具有最高燃燒效率、節(jié)省燃料、燃燒廢氣減量達 80% 、 且Nox排 總量減低等優(yōu)點。,富氧裝置 產(chǎn)生富氧的幾種形式： 富氧膜：主要依據(jù)N2、O2分子通過膜裝置的速度不 同，形成連續(xù)局部富氧。氧純度在28%左右。 PSA裝置：通過分子篩的過濾，將部分N2濾除，并 靠自然壓力放掉。氧純度在60%左右。,純氧裝置 產(chǎn)生純氧的形式： VPSA裝置：通過分子