[發明專利]補償穩定浸沒燃燒熔制玻璃液的新方法

在審

• 申請號: 201410774953.3
• 申請日: 2014-12-16
• 公開（公告）號: CN104478195A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 徐林波
• 申請（專利權）人: 徐林波
• 主分類號: C03B5/16
• 分類號: C03B5/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

玻璃熔化工藝。

背景技術

玻璃液的熔制是玻璃制造工藝中最重要、最核心的工藝。它的優劣對于綠色環保、節能減排以及玻璃的制造成本的高低，有著舉足輕重的作用。

目前，用燃料連續熔制玻璃液均采用表面加熱的方法。它有著幾個難以克服的缺點：一是熱效率較低，其熱損耗約占總熱耗量的70%~80%，每公斤玻璃液熱耗在1800千卡以上；二是熔化率較低，一般在1.5噸/平方米·日以下；三是熔化池燃燒空間的燃氣溫度高、流速大，對窯爐耐火材料侵蝕較快，降低了窯爐使用壽命。為了省能源和降低成本并提高窯爐使用壽命，國內外都在探索更有效的加熱方法代替表面加熱，浸沒燃燒就是其中一種。

迄今為止，所謂浸沒燃燒是將氣態燃料燃燒器浸沒在玻璃液中，燃燒的廢氣以高溫高速直接噴入熔池玻璃液中，攪動著玻璃液，并將大部分熱量傳給玻璃液和配合料，使玻璃料迅速熔化。

這種方法不僅是燃燒氣體的熱量被玻璃液充分吸收，熱損失小，熔化率高，節能效果十分顯著（國外介紹浸沒燃燒方法的熔化率可達9~10噸/平方米·日，每公斤玻璃液熱耗在1000~1300千卡）。而且由于高溫氣體翻騰，對玻璃液起攪拌作用，使池內的玻璃液更均勻。又由于離開玻璃液的廢氣溫度基本和熔池中表面玻璃液的溫度相同，因而降低了熔窯空間的溫度，延長了窯爐的使用壽命。

浸沒燃燒方法有許多優點，因此包括中國在內的美、日、法、俄等國都先后進行了深入的研究和試驗，但到目前為止均未獲得成功。

其原因在于，這種浸沒燃燒的方法有著難以解決的問題：一是玻璃液粘度、氣源壓力和流量的波動，對混合氣體壓力和噴速的影響很大，使其難以長期恒定地保持在玻璃液中燃燒，極易造成脫火或回火現象；而最為關鍵的問題是：由于受材料限制，燃燒器(尤其是噴火嘴)極易損耗、壽命較短，而且既無法補償也難以更換。所以盡管經過長期的研究和試驗，卻難以投入實際應用。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種補償穩定浸沒燃燒熔制玻璃液的新方法，其技術特征是：通過插入玻璃液中并在被侵蝕損耗后可不斷獲得補償的氣體噴管（6），將氣體燃料和氣體氧化劑分別射入玻璃液內，使其在玻璃液內混合燃燒并形成燃燒空腔，或將氣體燃料和氣體氧化劑的混合氣體射入玻璃液內燃燒，產生的高溫氣體攪動玻璃液，并將大部分熱量傳給玻璃液和配合料，使玻璃料迅速熔化均質；通過一種組合銜接裝置將氣體噴管（6）和補償管（7）在不切斷氣源的前提下銜接起來，并在氣體噴管（6）被侵蝕損耗到一定程度后，將其向窯池內推進，以補償其被蝕損的部分，以保持氣體噴管（6）的噴口在玻璃液內的位置基本不變，從而保持火焰在玻璃液內的穩定燃燒，同時保證氣體噴管（6）的長期使用壽命。

上述組合銜接裝置為前后布置的一對具有半管對合組裝結構的三通（或多通）管（A）和（B）。在氣體噴管（6）和補償管（7）的兩端設有螺紋，使其通過螺紋連接在一起。在銜接氣體噴管（6）和補償管（7）時，首先將三通管（B）布置在三通管（A）后方，將補償管（7）從三通管（B）底部插入后，關閉三通管（B）的輸送支管閥門（5a），并用定位螺絲（2a）將補償管（7）臨時定位在三通管（B）和三通管（A）的兩個輸送支管（1a）和（1）之間；然后打開三通管（B）的進氣支管閥門（3a）和三通管（A）的輸送支管閥門（5），同時關閉三通管（A）進氣支管閥門（3）；再將三通管（B）和固定在其上的補償管（7）共同推進到氣體噴管（6）的底部，并將氣體噴管（6）和補償管（7）通過螺紋連接起來；然后將三通管（A）拆除；通過三通管（A）和三通管（B）的循環交替向窯池推進，從而實現對氣體噴管（6）的長期不斷補償。

為確保氣體噴管（6）被侵蝕損耗到一定程度后順利向窯池內推進，在其與窯底耐火材料（8）的孔壁之間埋設有可確保氣體噴管（6）在其中密封滑動的密封套筒（9）。密封套筒（9）的材質可選擇石墨，尤其是彈性石墨。

上述氣體噴管（6）和補償管（7）的材質可采用石英管、耐熱金屬管、襯有耐火材料內襯的金屬管、耐火材料管（如鋯剛玉）等。因為石英具有膨脹系數低、耐高溫化學侵蝕、不污染玻璃液和易加工制作等優點，所以可優先選用石英管。

與先前人們研究試驗的以固定燃燒器為基礎的浸沒燃燒方法相比，這種補償穩定浸沒燃燒熔制玻璃液的新方法的優點在于：1、可克服玻璃液粘度和燃燒產物壓力波動的影響，燃燒過程穩定可靠；2、在玻璃液中的燃燒深度可調可控；3、這種浸沒燃燒設備的使用和更換簡單方便且使用壽命可與窯齡同長。

附圖說明