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玻璃熔窯小爐部位的結構分布及耐火磚的配置

作者:小編 分類(lèi):新聞資訊 時(shí)間:2021-06-05 瀏覽:

小爐的結構對于火焰噴出的方向、速度、空氣煤氣混合程度和火焰長(cháng)度有決定影響,空煤氣預熱溫度的高低以及空氣過(guò)剩系數的多少,決定了火焰的氣氛和火焰的燃燒溫度,所以小爐結構對于窯內的傳熱情況及玻璃的熔化過(guò)程有重要作用。

  對燒液體燃料和天然氣、焦爐煤氣的熔窯來(lái)說(shuō),小爐結構較為簡(jiǎn)單,僅有小爐噴出口和水平通道。對燒發(fā)生爐煤氣的熔窯來(lái)說(shuō),小爐除有噴出口和水平通道外,還有預燃室、小爐舌頭、空氣上升道、煤氣上升道。

(1)噴出口 

  噴出口也叫噴火口(如圖1所示),是向窯內噴出火焰的地方,也是從窯內吸走廢氣的地方。當空氣(和煤氣)的流量和火焰的燃燒溫度一定時(shí),噴出口截面積的大小就決定了火焰噴入窯內的速度,也影響著(zhù)火焰的長(cháng)度。而當噴出口截面積一定時(shí),噴出口的長(cháng)與高之比決定了火焰對玻璃液面的覆蓋面積。

  火焰速度過(guò)大或過(guò)小都不利于熔制過(guò)程的正常進(jìn)行。如果速度過(guò)大,燃料來(lái)不及燃燒完全就延伸到對面小爐內,其至到蓄熱室內燃燒,這既不利于窯內玻璃的熔化,也易燒壞對面小爐、蓄熱室及格子磚等。同時(shí)火焰速度過(guò)大會(huì )把粉料帶入對面小爐內,侵蝕小爐各部位砌體及堵塞格子體。如果火焰速度過(guò)小,火焰發(fā)飄,軟弱無(wú)力,則不利于對玻璃液及配合料的傳熱,而且易燒壞小爐噴出口平碹。為了增加火焰覆蓋面積,要求盡攝增加噴出口寬度。噴出口截面積常采用扁平形式,以滿(mǎn)足覆蓋面積。通常根據窯內溫度制度的要求不間,噴出口的寬度有所區別。對7對小爐的熔窯來(lái)說(shuō),1#、2#、6#小爐寬度一樣,“小爐噴出口寬度稍小,7#小爐噴出口最小。

玻璃熔窯小爐部位的結構分布及耐火磚的配置(圖1)
1小爐噴火口結構照片

噴出口頂部的碹叫做小爐前平喧;噴出口兩側的墻叫小爐垛(也叫小爐腿),下面是小爐掛鉤磚。由于火焰噴入窯內或窯內高溫氣體排出均經(jīng)過(guò)噴出口,火焰沖刷和飛料侵蝕造成惡劣的使用環(huán)境,所以,噴出口各部位使用氧化法普通澆鑄電熔鋯剛玉磚砌筑。

噴出口與液面的距離一般希望愈小愈好,使火焰貼近液面,對傳熱有利。一般噴出口底磚與玻璃液面距離為400 ~600mm。

(2)預燃室 

對燒發(fā)生爐煤氣的熔窯來(lái)說(shuō),從舌頭端部到噴出口外沿處的小爐空間稱(chēng)為預燃室。預熱的空氣和煤氣由舌頭碹上、下分別進(jìn)入后,在舌頭前面相遇,互相擴散和互相撞碰而混合,進(jìn)行一定程度的燃燒,并以一定的角度噴入窯內。為了保證煤氣在窯內能完全燃燒,預燃室起到很大的作用,從而預燃室長(cháng)度(即空、煤氣混合燃燒的路程)也反映出混合燃燒的時(shí)間,是一個(gè)重要的結構指標。

對在小爐上通過(guò)側插、頂插或底插噴槍的形式進(jìn)行燃燒的熔窯來(lái)說(shuō),小爐內的空間也稱(chēng)為預燃室。

對通過(guò)小爐底部燃燒液體燃料和天然氣的熔窯來(lái)說(shuō),小爐內的空間稱(chēng)為空氣通道。

預燃室(或空氣通道)是由斜坡喧、小爐側墻和小爐底板組成。小爐底板由底磚、鑄鋼板或布置有序的槽鋼組成;斜坡喧的橫推力由小爐兩側工字鋼立柱之間的拉條承擔。預燃室的結構對于全窯火焰的組織是一個(gè)重要的因素。預燃室的磚砌體與高溫火焰接觸,所以斜坡喧、側墻使用33#氧化法普通澆鑄電熔鋯剛玉磚,小爐底磚使用33#氧化法無(wú)縮孔電熔鋯剛玉磚。斜坡碹和側墻從里到外依次用鋯質(zhì)密封料、高鋁保溫磚和保溫涂料進(jìn)行保溫;小爐底從里到外依次用鋯質(zhì)密封料、高鋁磚進(jìn)行保溫;再下面有扁水包隔熱,以降低檢查及更換噴嘴時(shí)的操作環(huán)境溫度。

(3)小爐下傾角 

對燒發(fā)生爐煤氣的熔窯,小爐斜坡喧與水平面的角度構成了空氣流股的下傾角,小爐底板與水平面的角度構成了煤氣流股的上傾角。上、下傾角構成了煤氣與空氣流股相遇的交角。兩流股交角愈大,混合愈強烈。由舌頭端部到噴出口的出口斷面之間的距離為預燃室長(cháng)度,預燃室愈長(cháng),則煤氣與空氣混合的程度愈高,同時(shí),當空、煤氣流量及溫度一定時(shí),則其混合程度與空氣及煤氣水平通道的斷面比有關(guān)。煤氣和空氣在預燃室內的混合程度還與煤氣接觸面積有關(guān),即在相問(wèn)的空、煤氣水平通道斷面比的情況下,扁平形式預燃室其流股的混合程度較高。對于燒發(fā)生爐煤氣的平板玻璃熔窯來(lái)說(shuō),小爐預燃室多采用有舌頭探出、火焰平穩且較長(cháng)、火根與火梢溫差較小、容易控制及檢修方便的“小交角”長(cháng)預燃室。長(cháng)預燃室一般空氣下傾角為20°~26°,煤氣上傾角為0°~5°,即空、煤氣相交角為20°~30°。

在燃液體和天然氣的底燒式小爐結構中,空氣通道的斜坡碹下傾角是個(gè)重要參數。為了使空氣與油霧混合均勻迅速,又使火焰貼近液面,下傾角一般取20°~25°。噴嘴允許上傾角為5°-12°。小爐底板沒(méi)有上傾角,一般砌成平面或階梯式,這樣使助燃空氣經(jīng)小爐門(mén)進(jìn)入窯內時(shí)盡可能迅速與油霧混合,保證噴嘴附近有足夠的空氣供逐步擴散的油霧允分燃燒,并使火焰正好掠過(guò)玻璃液面。下傾角必須與其他條件相配合,如小爐高寬比、小爐與燃燒器的距離、小爐與液面的高度等,從而選擇最為合適的角度。

(4)小爐水平通道 

對燃油和天然氣、焦爐煤氣的熔窯來(lái)說(shuō),空氣經(jīng)蓄熱室預熱,上升到頂部轉彎進(jìn)入小爐水平通道,在斜坡磅的作用下改變氣流角度后經(jīng)噴出口噴入熔窯。小爐水平通道既作為引入預熱空氣的通道,也作為排出廢氣的通道。

空氣經(jīng)蓄熱室上升至水平通道轉彎處,流動(dòng)方向改變后,氣流較不穩定,為了穩定氣流,所以水平通道要有一定的長(cháng)度,長(cháng)度增長(cháng)有利于氣流的穩定。另外,水平通道加長(cháng)后擴入了小爐下的操作空間,對調整、裝拆和維護噴槍帶來(lái)較大的便利。

由于轉彎處溫度波動(dòng)較大以及氣流對耐火材料有一定的沖刷,所以,此處(蓄熱室和斜坡碹之間的后平及垛磚)選用較耐侵蝕的33#氧化法普通澆鑄電熔鋯剛玉磚砌筑。

(5)小爐舌頭 

“小爐舌頭”僅對燒發(fā)生爐煤氣的熔窯而言,主要是形成分隔空氣和煤氣的水平通道。舌頭的結構和尺寸是影響空氣、煤氣混合程度及入窯火焰的另一個(gè)重要結構因素。舌頭的長(cháng)短、厚薄和形狀對火焰的長(cháng)短、角度、溫度分布及對噴出口的侵蝕情況等都有影響。

舌頭的長(cháng)度:在小爐其他尺寸固定后,舌頭愈長(cháng),空氣和煤氣相遇點(diǎn)距噴出口愈近。橫火焰熔窯要求火焰具杳足夠的長(cháng)度、方向和剛性,一般采用鋯剛玉磚的舌頭。

舌頭厚度:當小爐外形尺寸確定以后,舌頭厚薄關(guān)系到空氣和煤氣相交點(diǎn)的遠近,它影響空、煤氣的混合程度和火焰角度。從結構強度考慮,舌頭也應有一定厚度,太薄會(huì )引起透火現象嚴重,加劇燒損,一般舌頭碹為250mm厚。

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