课程设计：日产8吨高硼硅玻璃窑炉设计
日产8吨的高硅硼玻璃的全电熔窑炉设计
1.前言
所谓全电容窑炉，通常是指配合料熔成导电介质后，玻璃液体本身成为电阻组件，实现玻璃的连续融化。但配合料（含有部分熟料）未熔成导电介质之前，即在烤窑阶段，仍需要气体或液体来加热。
玻璃电熔技术是目前国际上最先进的熔制工艺，是玻璃生产企业提高产品质量，降低能耗，从根本上消除环境污染的十分有效的途径。对于15t/d以下的小型玻璃熔窑来说，在电力充足和电价适中的地区，用电熔工艺生产各种玻璃制品的综合经济效益是很理想的；在电价高的地区，对于生产彩色玻璃、乳浊玻璃、硅酸盐玻璃、铅玻璃、高挥发组分玻璃或特种玻璃也是很合算的。
电熔窑炉产生的废气量少，防止空气污染；能降低挥发性配合料组分的挥发；降低因结石造成的产品损失；而且玻璃成分均匀，在整个窑炉期间可始终保持满负荷的出料量。另外它的建设投资少，占地面积小。玻璃质量好，效率高，但成本低。玻璃电熔窑炉也有耐火寿命短的缺陷，而且窑炉的用电成本和初期安装成本高。
玻璃电熔窑炉工作原理：玻璃在低温下几乎是绝缘的，但在高温下熔融的玻璃是一种良导体。玻璃电熔窑炉就是将电流引入玻璃液中，玻璃液直接通电加热，通电后两极间的玻璃液在交流电的作用下产生焦耳热，从而达到熔化和调温的目的。玻璃液之所以具有导电性，主要是因为电荷通过离子发生迁移。
导电性的难易是以电阻率ρ（Ω·cm）或其倒数σ（（Ω·cm）-1）来表示，ρ值越小，则电导本领越强。玻璃在室温下为绝缘体，它的电导率约为10-13~10-15（Ω·cm）-1。如果提高温度，玻璃的电导率会急剧增加，在熔融状态可达到0.1~1（Ω·cm）-1。电熔化能用来融化几乎所有品种的玻璃以及某些呈现高阻值的硅酸盐材料。各种玻璃的电导率随其成分不同可有很大差别，对同一种玻璃，电导率则是温度的函数。在网状结构中，含有其他改良剂离子时，能降低Na+离子的迁移和玻璃的电导率。例如，加入Ca2+，Ba2+，Pb2+离子会大大增加玻璃的电导率。
玻璃的电阻率强烈依赖于温度，这是因为网状结构空穴中的改良离子，在
电场和电场方向影响下移动，从一个空穴流向另一个空穴，离子需要能量，该能量随温度升高而降低，因此，温度升高玻璃液电阻率减小，电导率增加。
目前国外在中小型玻璃电熔窑炉的机理、技术、工艺等方面已经日趋成熟，有许多可以借鉴的理论和经验。就中小型玻璃玻璃电熔窑炉的设计而言，不仅需要遵循玻璃电熔窑炉的常规设计原则，而且还要进一步深入探索和实践，在实际工作中应着重注意开发设计中存在的几个问题：
（1）选择适当的单位熔化率为保证设备的生产效率和使用寿命，应按炉型、生产纲领等因素在0.8~1.6t/m3之间选取。
（2）炉型的选择应按熔料量的大小、电极对称布置等要求确定。
（3）电极布置根据熔料量、炉型结构及供电方式，熔化池电极可采用水平插入和垂直插入。流液洞、上升道和工作池也要布置辅助电极。
（4）流洞的设计应考虑玻璃不产生回流、保持稳定流速和不能过冷三个问题。
（5）钼电极保护在钼电极上加上循环水套冷却电极。
2.设计任务及原始资料
2.1玻璃配方
2.2原始化学成分（%）
设配合料水分5﹪，配合料中熟料（碎玻璃）占20﹪；玻璃液电阻率11
（Ω?cm)；电极材料为φ50钼棒，每支电极水冷套吸收的热损功率为2kw,窑型可取单室，供电方式可单相、两相或三相，电极布置可水平、垂直。
2.3参数
1.熔窑生产能力：G = 8 t / d；
2.熔化率：K = 1.5 t/(m2?d)；
3.k系数：k = 0.3；
4.玻璃熔化温度：t =1650 ℃；
5.玻璃液密度：ρ= 2.4 t/m3；
6.窑炉长宽比：L/B = 1 ~ 1.5；
3.电熔窑的结构设计
3.1熔化池的尺寸
在确定电熔窑主要尺寸之前，首先要知道所熔制的玻璃成分和窑的日熔化量，电熔窑的熔化率取决于玻璃的种类、电熔窑的大小。玻璃电熔窑的热量是通过所熔化的玻璃的整个体积引入的，应以每天、每立米的体积熔化量来确定电熔窑的结构。由于配合料的熔化过程仍在窑池表面进行。因此，熔窑的融化池面积让可以用下式计算：
F熔=G / K
式中：G ——熔窑的生产能力，kg / d;
K ——熔化率，kg / (m2?d)。取K = 1.5
则：F熔= 8 / 1.5 = 5.33（m2）。
为了提高熔窑的热效率，熔窑的散热比表面积应比较小，熔化池的长度L 和宽度B之比，应符合L / B= 1 ~ 1.5。
取L/B=1 则：L = 2.31 m, B = 2.31m
3.2熔化池的深度
（2）熔化池玻璃液深度与对角线比大致取1:1，或玻璃液深度略大于对角线的长度。我们取电熔窑的玻璃液深度为H=3.3m，配合料的深度为200mm。
4.成分及配料计算
根据玻璃的配方计算其配合料的配方：设玻璃熔化温度1650℃，配合料水分5﹪。按玻璃的配方计算其配合料的组成，设计原料均为干燥状态，计算时不考虑水分问题。（按每100kg用量计算）
(1)砂岩的用量：80.5 ∕ 98.4×100=81.809（kg）
(2)硼砂的计算：由于硼砂中含B2O3和Na2O，而Na2O含量较少，所以根据Na2O计算硼砂的含量，并且除开砂岩中含少量Na2O，硼砂的量为：
（4.5×100-0.21×81.809）∕ 16.45=26.311 （kg）
(3)无水硼酸的计算：考虑到硼的挥发5﹪-10﹪取8﹪的挥发量，及除开硼砂所含B2O3，所以应加入无水硼酸为：
12.6 ∕（1-8﹪）-26.311×0.3621=4.169 (kg)
(4)引入Al2O3加入化工Al(OH)3的量的计算：由于砂岩中含有Al2O3量为：
81.809×0.76 ∕ 100=0.622 （kg)
所以引入Al(OH)3为（2.1-0.622）∕ 65.38×100=2.261 (kg)
(5)引入CaCO3的计算：0.3 ∕ 56.00×100=0.536（kg）
生产100 kg玻璃时原料的用量如下：
气体率为：（115.086-100）∕115.086=13.11﹪
玻璃产率为：1-13.11﹪=86.89﹪
配料百分比如下：
5.热工计算
配合料用量计算：配合料中生料（粉料）占80﹪，熟料（碎玻璃）占20﹪，熟料∕生料=20 ∕ 80=0.25，即1kg生料中加熟料0.25kg，可得到：
1-1 ∕ 100×16.123+0.25=1.09 （kg玻璃液）
因此熔化成1kg玻璃液需要生料量G
生和熟料量G
熟
分别为：
G生=1 ∕ 1.09 =0.917 (kg)
G 熟=0.25∕1.09=0.229 (kg) 熔化成1kg 玻璃液需要配合料量：
G 生+G 熟=0.917+0.229=1.146 (kg)
在熔化1kg 玻璃液中，由熟料形成的G 熟占0.229kg 玻璃液，由生料形成的G 生占(1-0.229)=0.771kg 玻璃液。
生料熔化耗热量的计算：
（1）生成1kg 玻璃液时生料熔化热量q 1 熔化硅酸盐玻璃耗热ΣGi?Hi 以形成100kg 玻璃液计算：
CaO →CaO?SiO 2 0.3×1456.908=437.072(kcal ） Al 2O 3→Al 2O 3?SiO 2 2.1×724.58=1521.618(kcal ） Na 2O →Na 2O?3SiO 2 4.5×2662.0976=10179.439(kcal ） ΣGi?Hi=12138.129(kcal ） 加热剩余SiO 2耗热（Gs?△Hs)(以形成100kg 玻璃液计算）： 引入SiO 2数为：80.65∕60=1.344（kmol) 生成硅酸盐用去SiO 2数：
引入CaO:0.1∕56=0.001786（kmol) 引入Na 2O:3×4.5 ∕ 62=0.21774（kmol) 引入Al 2O 3:2.1 ∕ 102=0.02059（kmol)
剩余SiO 2数为：1.344-0.001786-0.21774-0.02059=1.104（kmol) Gs?△Hs=1.104×60×507.068=33588.18(kcal)
生成1kg 玻璃液时生料熔化热量q 1：
q 1=G 生（ΣGi?Hi+Gs?△Hs ）×1 ∕ 100=352.55(kcal ∕kg ） （2）熟料加热熔融耗热量q 2的计算：
100146.0++=
t c t c 平
真α
a=0.01ΣG i a i
C 平=0.01ΣG i C i
系数a i与C i的值：
a=0.01×(80.5×0.000468+2.1×0.000453+0.3×0.000410+4.5×0.000829+
12.6×0.000598)
=0.0005001
C平=0.01×(80.5×0.1657+2.1×0.1765+0.3×0.1709+12.6×0.1935+4.5×0.2229) =0.1720
C真=(0.0005001×1650+0.1720)∕(0.00146×1650+1)
=0.2925[kcal ∕（kg?℃）]
q2=G熟?C真（t熔化-t入）
=0.229×0.2925×（1650-30）=108.51（kcal ∕ kg）
（3）配合料水分蒸发耗热量q3的计算：
q3=595?G生?G水=595×0.771×0.05=22.937（kcal ∕ kg）
所以形成1kg玻璃液需耗热量q
计算考虑到结晶水排除，多晶转变，盐类分解
玻
生成复盐等耗热量，将q1加大3％：
q玻=1.03?q1+q2+q3=1.03×352.55+108.51+22.937=494.57（kcal∕kg）
Q熔=G?q玻=8×1000×494.57
=3956560（kcal∕h）
=3956560×4.186∕3600(kw)
=4600.6(kw)
6.耐火材料选择与界面温度
合理选用全电熔窑各部位耐火材料，以满足熔制工艺上的要求，直接关系到电熔窑的产量、玻璃的质量、电熔窑的寿命、投资的成本。
全电熔窑对耐火材料的要求：（1）对玻璃无污染或污染程度很小。（2）在正常使用温度下，必须具有很高的化学稳定性，能抗玻璃液和配合料的侵蚀，相邻耐火材料之间无接触反应。（3）必须具有很高的高温机械强度。（4）必须具有很高的耐火度。（5）必须具有很高的抗热冲击性能。（6）在正常使用温度下，体积的固定性要好，重烧收缩率和膨胀率应尽可能小。（7）在正常使用温度下，必须具有很高的电阻率。（8）尺寸要精准。
此外，选择耐火材料时要全盘考虑，不要由于局部薄弱环节而对整座电熔窑的寿命造成不良影响。
一般来讲，熔制硼硅酸盐玻璃和乳浊液时，用纯锆英石质耐火材料衬砌窑底、流液洞、工作池等部位。
6.1耐火砖选用
6.2界面温度检验
（1）窑墙热损失
最接近池墙的熔融温度预计为1650℃，即t1=1650℃,为了能确定合适的导热系数λ，估计t2=1430℃,t3=1350℃,t4=1180℃,t5=120℃,则（查《硅酸盐手册》根据温度系数确定导热系数λ）
(t1 + t2) ∕ 2= 1540℃λ1 = 2.286[W/(m?℃)]
(t2 + t3) ∕ 2= 1390℃λ2= 4.672[W/(m?℃)]
(t3 + t4) ∕ 2= 1265℃λ3= 1.806[W/(m?℃)]
(t4 + t5) ∕ 2= 650℃λ4 = 0.196[W/(m?℃)]
则t w,2=t5=120℃,周围空气温度t2=30℃
窑墙外表面对空气的传热系数α2（kCal/m2?h):
44
,22 2
,22
273273
4.0
()100100
w
w
t t
t t
α
??
+
??+
??
-
??
? ?
-??
??
??
??
44 2
4.012027330273
(12030)100100
α
??
++
????
-
??
? ?
-????
??
??=13.632[千卡/(m2?h）]
=13.62×1000×4.186/3600(W/m2)
=15.851(W/m2)
通过窑墙散失的热量：
,12
1
12
1
w
n
i
i i
t t
q
λα
-
-
=
+
∑
1
165030
0.30.050.230.1331
2.286 4.672 1.8060.19615.851
q
-
=
++++
=1782.36(W/m2)
通过q1检验各层耐火材料界面温度：
T1= 1650℃
T2= t1-q1?δ1/λ1=1650-1782×0.3/2.286=1416℃
T3= t2-q1?δ2/λ2=1416-1782×0.05/4.672=1397℃
T 4= t 3-q 1?δ3/λ3=1397-1782×0.23/1.806=1170℃ T 5= t 4-q 1?δ4/λ4=1170-1782×0.113/0.196=143℃
界面温度与假设的温度基本吻合，故假设成立，无须再进行假设计算，且界面温度均低于材料的最高使用温度，设计合理，予以采纳。
（2）窑底热损失
通过窑墙散失的热量，参考公式：
∑-+
-=
n
i i
i
w t t 1
22
1,21
q αλ
δ
由于池底耐火材料与池壁相同，所以q 2=q 1=1782.36(W/m 2)
配合料由此投入，该处温度较低，还是假定与窑墙同样的温度1650℃，利用耐火材料为AZS-33，还假定每平的损失系数与侧墙相同。
（3）窑炉上部结构热损失
由于熔融玻璃表面在熔化过程中被配合料覆盖，碹顶应该是冷的，但一定要考虑到当表面上某一点被熔化后，碹顶被加热，但当熔化中断后，液面暴露出来，因而碹顶被加热，在计算热损失时没有必要将此计算在内，我们只假设有一部分暴露的表露的表面，只有一部分碹顶被加热，当正常操作过程，配合料以上和碹顶之间的温度不会超过700℃。上部结构的胸墙熔化池液面以上的侧墙，其耐火材料的组成与碹顶相同，因此其窑墙内表面温度假设也相同，故每平方的散热损失也相同。
（4）冷却水带走的热量
冷却水进口的温度为42℃，出口温度为56℃，流量为2×10-6m 3/min,一个电极套吸收的热量为2kw,共有8个电极套。 由以上计算可得热量的损失为：
P=P 损1+P 损2=1782×2×3×8+1782×8+2×8=115.792(kw)
由于未计算冷顶损失和水冷损失以及辐射损失，所以对计算结果进行修正： P 损=kP ，由于考虑到计算误差很大，所以取k=1.8，
即P
损
=1.8×115.792=208.43(kw)
输入功率P
总=P
玻
+P
损
=115.02+208.43=323.45(kw)
由于以上计算难免有一些误差或遗漏的地方，故对功率进一步扩大，
所以P
实=1.2P
总
=388.13(kw)
7.电极选择及插入方式
金属电极中以钼电极最为普遍，除含铅玻璃外，是对多种玻璃熔制都适用的材料。钼的熔点高，约为2620℃，导电性好，机械强度大，热膨胀系数底，加工容易，不污染玻璃液，是比较理想的电极材料。
本设计是日产10吨的小型电熔窑，且内部是长方形，适合用单相电源，就小型单相电熔窑而言，板状电极实际上是最适合的，它们把长度增至最大并有效地利用了钼电极，从而产生均匀而又低的电流密度。所以本窑炉采用一对板状钼电极，用适当的方法使钼棒与板状电极相连，使电极与窑壁平行放置。
7.1电极尺寸选择
(1)根据《玻璃工业热工设备》，板状钼电极一般厚度为2～20mm之间，最大面积为1m2,因此，本窑炉中的钼电极可取厚度10mm，电极与窑池壁间距50mm。取电极的高度为h2，即0.525m，长度选1m，则钼电极面积为0.525m2。
(2) 玻璃液电阻率与温度有关
lgρ=a-bt×10-3
a=3.8306+0.003761*0.8+0.0326*0.12+0.08514*0.003+0.1776*0.051≈3.8468;
b=1.7738+6.254*0.00001*0.8+0.0087*0.12+0.058*0.003-0.0539*0.051
≈1.7723
∴ρ≈18.92Ω?cm
(3)板状电极间玻璃液电阻
玻璃导电的有效面积A=0.525m2，
则电极间玻璃液电阻
R=K1K2b/A
K1—考虑窑池形状影响因素，K1=h2/H+0.145(H/b)0.5；
K 2—考虑电极至池底的影响因素，K 2=1-0.0455(H/h 2)(h 3/H)0.325 式中：b —电极间的几何距离，cm ∴K 1≈0.393 K 2≈0.8827 R≈0.31Ω
(4)电熔窑总功率P
P=G×q 0=(10000/24)×2.5≈1041.67kw
式中：q 0为单位耗电量（度/kg 玻璃液）。
(5)电熔窑电压 U 和电熔窑电流I
电熔窑通常采用隔离变压器供电。一次电压采用可控硅恒温、恒压(或恒流)控制仪控制，变压器二次则通过电极向熔体供电。
计算出的电压和电流，既能供操作时参考，又能用来复核事先选定电极大小和布置位置是否合适。 U=
1000*PR ≈568.26V I=
1000*R
P
≈1833.09A (6)电极电流密度j
j=I/A=1833.09/(0.525*10000)≈0.35A/cm 2
7.2钼电极的插入方法
由于本窑炉采用的是单层板状钼电极，所以该电极适合在烤炉前或者冷修后放入，用钼棒固定在窑炉壁上，钼棒位置最好呈三角形，稳定安全。如上所述，板状钼电极与池壁距离50mm ，高度0.525m ，长度1m ，与前后壁相距0.79m ，厚度10mm 。
8.窑炉设计图
9.结语
本窑炉是设计日产量为8吨，显然，这是一个小型窑炉，玻璃电熔窑一般是全电熔的占多数，所以，跟随时代脚步，我选择了全电熔玻璃窑，高度大约为2m，熔化率1.5t/m2d，玻璃融化温度选择的是1650℃。再由书上的一系列公式推算出熔窑的长宽高，一切遵循最简化原则。电极也是选择最通用的板状钼电极。最后的耐火材料选择也是较粗略的估计了砖的块数，根据耐火度的不同来筛选，需要填补的地方可对耐火材料做适当的切割。另外，热量的回收与利用是很有必要的。
就当今国内玻璃窑炉而言，绝大多数都采用火焰加热或电助熔，全电熔窑炉并没有得到普遍的应用。然而，鉴于电熔窑的诸多优点，全电熔窑取代火焰窑是玻璃窑路发展的必要趋势。作为一门新的知识和技术，我们有必要去学习它，掌握它。在本次设计中，我采用了AutoCAD简单地绘制了一座日产8吨硼硅酸盐玻璃的全电熔窑炉。
全电熔窑具有很多优点：产品质量好、熔化能力强、节能、挥发组分少、烟气量少、无噪音、工作环境好、窑内温度便于调节、容易实现自动化、投资少、占地面积小等。就目前来说，电熔窑没有得到普遍采用主要是耗电太多而导致生产成本偏高，其次是没有理想的电极材料。但随着工业科技的发展，这些问题都将得到很好的解决，电熔窑一定会普及全世界玻璃工业生产线。
10.参考文献
1.孙承绪.《玻璃工业热工设备》.武汉工业大学出版社，1996
2.孙晋涛.《硅酸盐工业热工基础》.武汉工业大学出版社，1992
3.刘振群.《陶瓷工业热工设备》.武汉工业大学出版社，1989
4.孙承绪.《玻璃窑炉热工计算与设计》.武汉工业大学出版社
5.《玻璃工艺学》.西北轻工业学院.中国轻工业出版社
玻璃窑炉
国外玻璃窑炉设计现状 １引言 玻璃窑炉设计实际上是综合考虑客户对玻璃窑炉投资，窑炉寿命和运行与维护成本的需求；对玻璃窑炉技术选择，节能和排放问题的设想；以及环境保护，卫生安全等相关法律规定。然后，按照一定的步骤程序提交完整的设计方案，确保窑炉所有重要的性能指标的过程。 由于全球经济相互融合，外国耐火材料企业集团不断以合资、独资、控股等方式进入中国市场，中国耐火材料企业也要走出去。即使在国内，企业最终面临的竞争对手也必然是外国企业。我国虽于2006年9月取消了包括耐火材料等产品的出口退税政策，但是参与国际竞争对激励耐火材料企业提高工艺技术和生产效率，提高耐火原料资源的利用率，强化社会节约意识，控制资源消耗等均起到积极推动作用。如果企业在未知国际化市场资源的情况下，贸然参与竞争是危险的。为此，从合同管理、工程设计和计算机仿真设计三个方面，介绍国外玻璃窑炉设计现状，有助于国内企业开拓窑炉耐火材料出口渠道，稳步进入国际市场。 ２玻璃窑炉设计合同管理 国外玻璃窑炉设计代表性的合同管理程序流程如图1所示，它表示出窑炉设计者必须处理的典型问题。 该管理流程有利于客户在招投标过程及合同签署前。获得所有供决策的信息，特别是涉及投标预算编制中有关设备、建筑材料和工程成本的详尽计算数值，尽管这类信息的收集要牵涉到合同签署后的一些程序。
合同管理要求工程文件清晰规范，所有文件诸如图纸、会议记录和概算必须归档便于查询。设计公司利用数据管理系统，集中存储一个工程的所有信息，通过内部电子通讯系统(局域网)等数据共享的管理方式，让专业人员随时查找工程设计数据、工程进度、专业衔接与改进方案，保证工程进展顺畅，避免差错的产生。 ３玻璃窑炉的工程设计 玻璃窑炉工程技术因素如窑炉熔化率、能耗及其窑龄，财务因素如投资成本、风险和清偿期限，以及燃料污染程度与燃烧技术的选择等生态环保因素，它们相互关联、互为因果。窑炉工程设计因而需经历一个反复比较、筛选的过程。在国外，该工程设计的许多部分仍建立在经验的基础上。但是，数学模型和测试手段的发展对玻璃窑炉工程设计中工艺参数的检验作用正在增强。表１所列是国外玻璃窑炉设计中应用的有关方法。 客户生产需求理论设计与实验方法 玻璃质量经验，数模仿真，颗粒示踪，气泡示踪排放经验，数模仿真，实验 节能热平衡计算 窑龄经验，试验室试验，无损探伤成本比较经济核算每个玻璃窑炉的熔化系统设计和技术选择取决于客户对玻璃生产数量和质量的需要。通常，在该设计阶段开始利用数学模型进行检验。有关窑炉实际运行性能的详尽知识的积累是数模合理设定的关键，数学模型的精度通过对颗粒示踪方法在模型和实际窑池中结果的比较加以验证。 滞留时间是颗粒示踪方法结果之一，该参数具常规可靠性，能用于预先评估所能获得的玻璃质量。数学模型近年来己发展至预测玻璃中气泡的变化过程。需要指出的是数学模型不能用于设计改变很小的窑炉，玻璃窑炉运行中几个不确定变量的影响足以左右数模的计算精度。数模计算即趋势分析，利用数学模型可以研究确定玻璃窑炉设计显著改善所产生的重大变化。图２所示为数学模型仿真中典型的颗粒示踪路径，其滞留时间较短。 预测玻璃窑炉排放级别的数学模型仍在开发之中，这类数学模型将来对窑炉设计的支持作用会不断增
玻璃配料1
配料制备 一、一、原料的选择 采用什么原料来引入氧化物，是玻璃生产中的一个主要问题。原料的选择，应根据已确定的玻璃组成，玻璃的性质要求，原料的来源、价格、矿藏量与供应的可靠性等来全面地加以考虑。原料的选择恰当，对原料的加工工艺，玻璃的熔制过程、玻璃的质量、生产成本均有应响。一般来说，应遵循如下原则。 1-1原料的质量，必须符合要求，而且成分稳定 原料的化学组成，矿物组成，颗粒度组成都要符合质量要求。首先原料的主要含量必须符合要求。其次化学成分要比较稳定，其波动范围一般是根据玻璃化学成分所允许的偏差进行确定。在不调整配方的情况下，原料的化学组成允许偏差如下： 1-2易于加工 选用易于加工的原料，不但降低设备投资，而且可以减少生产成本。 1-3成本低，能大量供应 在不影响玻璃的前提下，最大限度的采用成本低、近周边地区的原料。减少运费、减少库藏量。如生产瓶罐深色玻璃时，可以采用就近的含铁高的石英砂。1-4少用对人体有害的原料和轻质得原料 轻质得原料易飞扬，一分层，如近几年来纯碱采用重质，不用轻质纯碱。尽量不用轻质碳酸钙、碳酸镁等。 对人体有害的原料如白砒尽量不用，或者与三氧化二锑共用，使用铅化合物原料时，要注意劳动保护并定期检查身体。 1-5对耐火材料要侵蚀小 氟化物。如萤石是有效的助熔剂，但他对耐火材料的侵蚀较大，在熔制条件允许的情况下最好不用，硝酸钠对耐火材料侵蚀较大，而且价格昂贵，除了做澄清剂脱色剂以及有时为了调节配合料气体率，少量使用外，一般不作为引入氧化钠的原料。 二、二、原料的运输与储存 原料的运输和储存，是玻璃生产中不可忽视的问题。如果原料运输与储藏处理不当，会使原料发生报废，供应中断，或积压资金，对生产来说都将来造成影响。 原料储存应该有一定的数量。储量不足，可能供应不上，影响正常生产。储量过多积压资金，增加储量的困难。一般根据原料日用量、原料的运距、可靠性来决定，储存数日至十日。 原料的容量重量，系数（T/M3）。一般以硅砂、砂岩、长石为1.8；石灰石、白云石为1.7；纯碱为0.9；硫酸钠为1.0；锂云母为0.543。 三、原料的加工
一窑四线平拉玻璃熔窑设计
摘要介绍了260～300td一窑四线平拉玻璃熔窑的设计情况，包括：熔化部设计，分支通路的布置原则，分支通路长度尺寸的设计，全窑池底结构形式和不同池深的窑底结构处理。 关键词平拉玻璃熔窑设计 天津玻璃厂是我国采用平拉工艺(格法)生产平板玻璃的重点骨干企业。该厂于1986年全套引进了比利时格拉威伯尔公司(Glaverbe1)的平拉玻璃生产技术及主要设备。建设初期为一窑二线，并留有可热接第三线的接口。后来在不停产的情况下，成功地热接了第三线，建成了国内第一条一窑三线的平拉玻璃生产线。长期稳定地生产2 mm厚优质薄玻璃，工厂取得了良好的经济效益，同时为国内多家平拉玻璃企业提供了技术支持。 随着天津市城市建设的发展和环境保护的要求，该生产线所在的地理位置已被规划为商住区，玻璃厂需要搬迁到新址。由于原一窑三线已经完成了两个窑期近17年的运行，拆后可利用的设施已不多，以及要扩大生产能力的考虑，工厂决定新建一条一窑四线平拉玻璃生产线。设计熔化能力260～300t／d，燃料为重油，窑龄8年，玻璃原板宽 度4000 mm，耐火材料立足于全部国产，现将有关设计情况介绍如下： 1 熔化部设计 在80年代引进的一窑三线平拉玻璃熔窑，从窑型尺寸到各部位细部结构看，该熔窑的熔化部在现在看来仍是一座200 t／d级的技术比较先进的熔窑。本次工厂搬迁需要新建同样技术先进的一窑四线，熔化能力为260～300 t／d的熔窑，并要积极采用近年来的各项熔窑新技术。 本设计确定一窑四线平拉玻璃熔窑的熔化部，采用近年来在国内浮法玻璃熔窑上广泛采用的熔化部结构形式，并以某建成投产多年的300 t／d浮法线熔窑做为参照，进行熔化部设计。 1．1 熔化部主要尺寸的确定 按照熔化部的池宽尺寸计算公式： B=9000+ (P-300) ×7 求得该熔窑(按P=300 t／d)的熔化部池宽为：B=9 000 mm。 对于浮法玻璃熔窑来说，熔化部和熔化区的长宽比分别为：K1=3～3.3；K2=1.8～2.0。对于平拉玻璃熔窑来说，为了保证长通路末端玻璃液的成形温度，这两个比值要取得小一些，初步设定熔化部的长宽比为：K1=2.9；熔化区的长宽比为：K2=1．85。计算出熔化部和熔化区池长的初步尺寸： 熔化部池长：L=9 000×2．9=26100 mm， 熔化区池长：Ll=9 000×1．85=16650 mm。
[精品文档]玻璃窑炉设计技术之单元窑
[精品文档]玻璃窑炉设计技术之单元窑玻璃窑炉设计技术之单元窑 第一章单元窑 用来制造E玻璃和生产玻璃纤维的窑炉～通常采用一种称为单元窑的窑型。它是一种窑池狭长～用横穿炉膛的火焰燃烧和使用金属换热器预热助燃空气的窑炉。通过设在两侧胸墙的多对燃烧器～使燃烧火焰与玻璃生产流正交～而燃烧产物改变方向后与玻璃流逆向运动。因此在单元窑内的玻璃熔化、澄清行程长～比其它窑型在窑内停留时间长～适合熔制难熔和质量要求高的玻璃。单元窑采用复合式燃烧器～该燃烧器将雾化燃料与预热空气同时从燃烧器喷出～经烧嘴砖进入窑炉内燃烧。雾化燃料处在燃烧器中心～助燃空气从四周包围雾化燃料～能达到较好的混合。所以与采用蓄热室小炉的窑型相比～燃料在燃烧过程中更容易获得助燃空气。当空气过剩系数为1.05时能完全燃烧～通过调节燃料与助燃空气接触位臵即可方便地控制火焰长度。由于使用多对燃烧器～分别调节各自的助燃风和燃料量～则可以使全窑内纵向温度分布和炉内气氛满足玻璃熔化与澄清的要求～这也是马蹄焰窑所无法达到的。单元窑运行中没有换火操作～窑内温度、气氛及窑压的分布始终能保持稳定～这对熔制高质量玻璃有利。现代单元窑都配臵有池底鼓泡～窑温、窑压、液面及燃烧气氛实行自动控制等系统～保证了难熔的E玻璃在较高熔化率下能获取用于直接拉制玻璃纤维的优质玻璃液。所以迄今在国际上单元窑始终是E玻璃池窑拉丝的首选窑型。 单元窑与其它窑型相比的不足之处是能耗相对较高。这是因为单元窑的长宽比较大～窑炉外围散热面积也大～散热损失相对较高。采用金属换热器预热助燃空气的优点是不用换火～缺点是空气预热温度～受金属材料抗氧化、抗高温蠕变性能的
制约～一般设计金属换热器的出口空气温度为650，850?。大多数单元窑热效率在15%以内～但如能对换热器后的废气余热再予利用～其热效率还可进一步提高。 配合料在单元窑的一端投入～投料口设在侧墙的一边或两边～也有设在端墙上的。熔化好的玻璃从另一端穿过沉式流液洞流至称为通路的拉丝作业部。 第一节单元窑的结构设计 一、单元窑熔化面积的确定 单元窑熔化面积可用公式 F= G/g 2表示。式中 F—熔化面积～M, 2 g—熔化率～,t/M〃d,。 熔化率反映单元窑的设计和生产管理水平～包括原料成分、水分、质量的控制和窑炉运行的控制水平等～同时还与纤维直径有关。一般拉制纺织纱的单元22窑～g取 0.8，1.0 t/M〃d～拉制粗直径纱时可取略大一些1.5 t/M〃d。早期的技术资料表明当年的单元窑平均日产玻璃的熔化面积～可见现在已有较大进步。 二、熔池长、宽、深的确定 ,1,池长L和池宽B是根据熔化面积和熔池长宽比,L/B,来决定的。即: F B=————平方米 L/B L/B越大～投入窑炉的玻璃原料从熔化到完成澄清～其间的玻璃“行程”越长～也越有利于熔化和澄清。早期设计的单元窑熔他是很长的～日产量在8—50t/d ～,L/B,5，4。随着单元窑配合料微粉化及熔制工艺和鼓泡技术的发展与成熟～以及窑体耐火材料的质量提高和采用保温技术等措施～使熔池长宽比在3左右～也同
玻璃配方计算和配合料制备
实验三玻璃配方计算和配合料制备 1 目的意义 1.1 意义 配方计算是根据原料化学成分和所制备的玻璃成分等计算各种原料的需要料。配合料制备就是按照配方配制并加工原料，使之符合材料高温烧制要求。 配方计算和配合料制备是玻璃乃至各种无机非金属材料新品种研制和生产必不可少的工艺过程。配方计算也是对后续玻璃熔制工艺参数的预测，配合料制备则直接影响玻璃的熔制效果和成品性能。 1.2 目的 (1)进一步掌握配方计算的方法； (2)初步掌握配合料的制备方法和步骤； (3)了解影响配合料均一性的因素。 2 实验原理 2.1 玻璃成分的设计 首先，要确定玻璃的物理化学性质及工艺性能，并依此选择能形成玻璃的氧化物系统，确定决定玻璃主要性质的氧化物，然后确定各氧化物的含量。玻璃系统一般为三组分或四组分，其主要氧化物的总量往往要达到90％(质量)。此外，为了改善玻璃某些性能还要适当加人一些既不使玻璃的主要性质变坏而同时使玻璃具有其他必要性质的氧化物。因此，大部分工业玻璃都是五六个组分以上。 相图和玻璃形成区域图可作为确定玻璃成分的依据或参考。在应用相图时，如果查阅三元相图，为使玻璃有较小的析晶倾向，或使玻璃的熔制温度降低，成分上就应当趋向于取多组分，应选取的成分应尽量接近相图的共熔点或相界线。在应用玻璃形成区域图时，应当选择离开析晶区与玻璃形成区分界线较远的组成点，使成分具有较低的析晶倾向。 为使设计的玻璃成分能在工艺实践中实施，即能进行熔制、成型等工序，必须要加入一定量的促进熔制，调整料性的氧化物。这些氧化物用量不多，但工艺上却不可少。同时还要考虑选用适当的澄清剂。在制造有色玻璃时，还须考虑基础玻璃对着色的影响。 以上各点是相互联系的，设计时要综合考虑。当然，要确定一种优良配方不是一件简单的工作，实际上，为成功地设计一种具有实用意义，符合预定物化性质和工艺性能的玻璃成分，必须经过多次熔制实践和性能测定，对成分进行多次校正。 表2-1给出两种易熔的Na2O-CaO-SiO2系统玻璃配方，可根据自己的要求进行修改。 表3-1易熔玻璃的成分示例 配方编号SiO CaO MgO A12O3Na2O 备注 2 l 71.5 5.5 1 3 19 氧化物质量百
玻璃窑炉烟气量计算
焦炉气，又称焦炉煤气。是指用几种烟煤配制成炼焦用煤，在炼焦炉中经过高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体，是炼焦工业的副产品。焦炉气是混合物，其产率和组成因炼焦用煤质量和焦化过程条件不同而有所差别，一般每吨干煤可生产焦炉气300~350m3（标准状态）。其主要成分为氢气（55%~60%）和甲烷（23%~27%），另外还含有少量的一氧化碳（5%~8%）、C2以上不饱和烃（2%~4%）、二氧化碳（%~3%)、氧气%~%))、氮气(3%~7%)。其中氢气、甲烷、一氧化碳、C2以上不饱和烃为可燃组分，二氧化碳、氮气、氧气为不可燃组分。 两炉用一个烟囱排烟，烟囱内径3600mm，一炉一昼夜燃烧煤气20000Nm3，煤气含硫（硫化氢）小于1000mg/Nm3，一昼夜烧玻璃原料75t，原材料由石英砂、长石、碳酸钠、硼砂等原料组成，原材料含水率6%，窑炉压力+，一条窑配备一个助燃风机，助燃风机功率为，风量1500～1800m3/h，全压为5000Pa，转速2900，烟道为砖圈，从地下接入烟囱，烟气入烟囱温度为400℃，压力为500Pa，烟囱高度40m。 以下为烟气量计算过程： －反应计算 煤气燃烧发生的主要化学发应： 2H2 + O2 = 2H2O CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O 2CO + O2 = 2CO2 2H2S + 3O2 = 2SO2＋2H2O H2O（液）＋热量= H2O（气）（原料中的水气化） 入口空气和煤气温度按20℃计算， 为便于计算，根据煤气成分含量对各组分进行计算： 氢气含量按57％计算（体积分数）； 甲烷含量按27％计算（体积分数）； 一氧化碳含量按8％计算（体积分数）； 二氧化碳为3％计算（体积分数） 氮气含量按5％计算（体积分数）；
玻璃配料系统原料配料精度提高的设备改进方法
全国性建材科技期刊——《玻璃》2018年第7期总第322期 玻璃配料系统原料配料精度提高的设备改进方法 黄敏 (漳州旗滨玻璃有限公司漳州市363401 ) 摘要根据高档浮法玻璃生产线对原料配料线的要求，结合实际生产中因设备设施引起物料的损失及玻璃配料成分的差 异，采取设备性能改进的有效措施；从配料环节的管控，提高配料精度，优化系统环境，成功实现在线原料设备改造完 善，为生产高质量玻璃提供参考。 关键词配料精度玻璃成分物料损失除尘器三通翻板气动闸板 中图分类号：TQ171 文献标识码：A文章编号：1003-1987(2018)07-0034-05 Equipment Improvement Method for Improving Raw Material Batching Accuracy in Glass Batching System HUANG Min (ZhangzhouKibing Glass Co.,^~td,zhangzhou, 363401 ) Abstract: According to the requirement of raw material batching line for high grade float glass production line,combined with the loss of material and the difference of glass ingredients in actual production because of the problems existing in equipment and facilities,the effective measures are taken to improve the performance of equipment;from the management and control of the ingredient link,the precision of the burden is raised and the system environment is optimized.The work can provide reference for the transformation and improvement of online raw material equipment. Key Words: Ingredient accuracy,glass composition,material loss,dust collector,three way turnover plate, pneumatic gate 〇引言 当今玻璃市场竞争愈发激烈，各企业不断追 求高品质、低成本、排放达标等来提高企业的 竞争力。玻璃配料质量、成分稳定、物料控制 及其防污染是浮法玻璃生产中的重要环节之一。如何确保玻璃原料成分稳定，物料损失控 制在最低限度，是生产高品质玻璃、降低消 耗、改善作业环境的重要保障。以在正常生产 期间解决实际生产中配料线存在的物料损失，成分波动、环境污染引发的玻璃质量问题为例，简述设备改造的经验，为同行解决类似问 题提供参考。 341技术背景 原料配料系统是玻璃生产的重要环节，原料 质量、成分、物料损失、混合均匀度、防污染是 原料工艺重要控制指标，除原料本身的质量通过 检测手段保证外，其他均由系统配套设备、设施 的性能决定的。前期玻璃生产线设计、设备选 型、安装时或多或少存在缺失，导致很多生产线 的配料系统在原料成分稳定、物料损失、环境污 染管控等方面存在各种问题。在当前玻璃市场对 质量要求提升、成本要求下降、环保对粉尘排放 控制要求更加严厉的迫切需要下，对现有配料系 统存在的缺陷有必要实现在线技术改造。
玻璃熔窑设计
目录 前言 (1) 第一章浮法玻璃工艺方案的选择与论证 (3) 1.1平板玻璃工艺方案 (3) 1.1.1有曹垂直引上法 (3) 1.1.2垂直引上法 (3) 1.1.3压延玻璃 (3) 1.1.4 水平拉制法 (3) 1.2浮法玻璃工艺及其产品的优点 (4) 1.3浮法玻璃生产工艺流成图见图1.1 (5) 图1.1 (5) 第二章设计说明 (6) 2.1设计依据 (6) 2.2工厂设计原则 (7) 第三章玻璃的化学成分及原料 (8) 3.1浮法玻璃化学成分设计的一般原则 (8) 3.2配料流程 (9) 3.3其它辅助原料 (10) 第四章配料计算 (12) 4.1于配料计算相关的参数 (12) 4.2浮法平板玻璃配料计算 (12) 4.2.1设计依据 (12) 4.2.2配料的工艺参数； (13) 4.2.3计算步骤； (13) 4.3平板玻璃形成过程的耗热量的计算 (15) 第五章熔窑工段主要设备 (20) 5.1浮法玻璃熔窑各部 (20) 5.2熔窑主要结构见表5.1 (21) 5.3熔窑主要尺寸 (21) 5.4熔窑部位的耐火材料的选择 (24) 5.4.1熔化部材料的选择见表5.3 (24) 5.4.2卡脖见表5.4 (25) 5.4.3冷却部表5.5 (25) 5.4.4蓄热室见表5.6 (25) 5.4.5小炉见表5.7 (26) 5.5玻璃熔窑用隔热材料及其效果见表5.8 (26) 第六章熔窑的设备选型 (28) 6.1倾斜式皮带输送机 (28) 6.2毯式投料机 (28)
6.3熔窑助燃风机 (28) 6.4池壁用冷却风机 (29) 6.5碹碴离心风机4-72NO.16C (29) 6.6L吊墙离心风机9-26NO11.2D (29) 6.7搅拌机 (29) 6.8燃油喷枪 (29) 6.9压缩空气罐C-3型 (29) 第七章玻璃的形成及锡槽 (30) 第八章玻璃的退火及成品的装箱 (32) 第九章除尘脱硫工艺 (33) 9.1除尘工艺 (33) 9.2烟气脱硫除尘 (33) 第十章技术经济评价 (34) 10.1厂区劳动定员见表10.1 (34) 10.2产品设计成本编制 (35) 参考文献 (38) 致谢 (39) 摘要 设计介绍了一套规模为900t/d浮法玻璃生产线的工艺流程，在设计过程中，原料方面，对工艺流程中的配料进行了计算；熔化工段方面，参照国内外的资料和经验，对窑的各部位的尺寸、热量平衡和设备选型进行了计算；分析了环境保护重要性及环保措施参考实习工厂资料，在运用相关工艺布局的基础下，绘制了料仓、熔窑、锡槽、成品库为主的厂区平面图，具体对熔窑的结构进行了全面的了解，绘制了熔窑的平面图和剖面图，还有卡脖结构图，整个设计参照目前浮法玻璃生产的主要设计思路，采用国内外先进技术，进行全自动化生产，反映了目前浮法生的较高水平。 关键词：浮法玻璃、熔窑工段、设备选型、工艺计算。
课程设计：日产8吨高硼硅玻璃窑炉设计
日产8吨的高硅硼玻璃的全电熔窑炉设计
1.前言 所谓全电容窑炉，通常是指配合料熔成导电介质后，玻璃液体本身成为电阻组件，实现玻璃的连续融化。但配合料（含有部分熟料）未熔成导电介质之前，即在烤窑阶段，仍需要气体或液体来加热。 玻璃电熔技术是目前国际上最先进的熔制工艺，是玻璃生产企业提高产品质量，降低能耗，从根本上消除环境污染的十分有效的途径。对于15t/d以下的小型玻璃熔窑来说，在电力充足和电价适中的地区，用电熔工艺生产各种玻璃制品的综合经济效益是很理想的；在电价高的地区，对于生产彩色玻璃、乳浊玻璃、硅酸盐玻璃、铅玻璃、高挥发组分玻璃或特种玻璃也是很合算的。 电熔窑炉产生的废气量少，防止空气污染；能降低挥发性配合料组分的挥发；降低因结石造成的产品损失；而且玻璃成分均匀，在整个窑炉期间可始终保持满负荷的出料量。另外它的建设投资少，占地面积小。玻璃质量好，效率高，但成本低。玻璃电熔窑炉也有耐火寿命短的缺陷，而且窑炉的用电成本和初期安装成本高。 玻璃电熔窑炉工作原理：玻璃在低温下几乎是绝缘的，但在高温下熔融的玻璃是一种良导体。玻璃电熔窑炉就是将电流引入玻璃液中，玻璃液直接通电加热，通电后两极间的玻璃液在交流电的作用下产生焦耳热，从而达到熔化和调温的目的。玻璃液之所以具有导电性，主要是因为电荷通过离子发生迁移。 导电性的难易是以电阻率ρ（Ω·cm）或其倒数σ（（Ω·cm）-1）来表示，ρ值越小，则电导本领越强。玻璃在室温下为绝缘体，它的电导率约为10-13~10-15（Ω·cm）-1。如果提高温度，玻璃的电导率会急剧增加，在熔融状态可达到0.1~1（Ω·cm）-1。电熔化能用来融化几乎所有品种的玻璃以及某些呈现高阻值的硅酸盐材料。各种玻璃的电导率随其成分不同可有很大差别，对同一种玻璃，电导率则是温度的函数。在网状结构中，含有其他改良剂离子时，能降低Na+离子的迁移和玻璃的电导率。例如，加入Ca2+，Ba2+，Pb2+离子会大大增加玻璃的电导率。 玻璃的电阻率强烈依赖于温度，这是因为网状结构空穴中的改良离子，在
玻璃厂称重配料自动控制系统
玻璃厂称重配料自动控制系统（玻璃窑炉自动配料控制系统） 玻璃厂称重配料自动控制系统
玻璃厂称重配料自动控制系统 （玻璃窑炉配料自动控制系统）的主要目标是根据原料配料的工 艺要求，将颗粒状或粉状原料经称量、混合等工序 ，配制为成份、水分合格的混合料并送入熔 窑料仓。 玻璃厂配料控制系统， 实际上是以散装物料为主的材料配料控制系统。 称重配料自动控制系统由 电子称量机构、称重控制仪表、PLC 以及工业计算机四大部分组成。 玻璃窑炉自动控制系统如下图： l 电子称量机构一般指含传感器、称量仓、给料设备（气动或电动阀门/电振机/螺旋绞刀） 和 排料设备组成的计量单元，也可以是皮带给料秤、螺旋给料秤等； l 一般 1 台称重控制仪表连接 1 台电子称量机构，1 台电子称量机构可对应 1 个或多个原料仓； l PLC 作为逻辑控制核心按工艺配方要求执行电子秤的称量操作； l 工业计算机（与普通计算机完全兼容，更为适应工业恶劣环境）作为上位机是人和机器对话’\
称重配料自动控制系统的特点 工业计算机可以兼容任何 PC-Base 的工控机或商业计算机、手提电脑； 上位机 + PLC 的结构提高了系统的可靠性。上位机除了下达初始工艺参数和控制指令外，不 参与 PLC 的实时控制过程，即使上位机处于脱机状态，PLC 也能顺利地完成当前的生产任务； Windows 操作系统下的高级语言与汇编混合编程， 既保证了系统的可靠性， 又便于软件升级； 中文（简体或繁体）或英文（按要求）友好人机界面，操作非常简便，仅需 1 个小时即可学 会操作； 动态的工艺流程显示画面，操作人员可通过彩色显示器直观地监视整个配料控制过程，包括 料仓输送设备的工作状态、秤量数据、混合机和各种工艺闸阀门的工作状态等；
第二章 玻璃马蹄焰窑炉结构设计
第二章结构设计 2.1熔化部设计 2.1.1熔化率K值确定 瓶罐玻璃池窑设计K值在2.2—2.6t/m2.d为宜。熔化率取的过小，窑炉不节能，取得过大，熔化操作困难，或是达不到设计容量，本次取2.5t/（m2·d）。理由如下： 目前国外燃油瓶罐玻璃窑炉熔化率均在2.2以上，而我国却在2.0左右，偏低的原因： （1）整个池窑缺少有助于强化熔融的配套设计。 （2）操作管理，设备，材料等使得窑后期生产条件恶化。 由于这些影响熔化能力的因素，现在瓶罐玻璃K值偏小。在全面改进窑炉结构和有关附属设备后，根据国内耐火材料配套情况和玻璃原料量与制备情况。采取了K=2.5 t/（m2·d）。 2.1.2熔化池设计 （1）确定来了熔化率K值：熔化部面积 100/2.5=40m2。 （2）熔化池的长、宽、深：L×B×H=8000mm×5000mm×1200mm 本设计取长宽比值为1.6。 长宽比确定后，在具体确定窑池长度时，要保证玻璃液充分熔化和澄清，并考虑到砖窑材料的质量以及燃烧火焰的情况，一般要求火焰转向点在窑长的2/3处。窑长应≥4m 。 在确定窑池宽度时，应考虑到火焰的扩展范围，此范围取决于小炉宽度、中墙宽度（两个小炉的间距，小炉的间距，既要便于热修，又不要降低火焰的覆盖面积，一般小炉之间的通道宽度取0.9~1.2 m ）。窑池宽度约为2~7m。 长宽选定后，当然具体尺寸还要按照池底排砖情况（最好是直缝排砖）作出适量调整，池底一般厚为200~300m。具体的池底排列会在后面设计的选材方面进行说明。这里先不做细讲。 综上，本次选用L=8m ，B=5m。 窑池深度一般根据经验确定。池深一般在900—1200mm为宜。池深不仅影响
触摸屏盖板玻璃生产线配料系统设计 赵学军
触摸屏盖板玻璃生产线配料系统设计赵学军 发表时间：2018-02-03T17:29:44.257Z 来源：《基层建设》2017年第31期作者：赵学军 [导读] 摘要：触摸屏盖板玻璃具有表面硬度高、厚度薄、透过率高、抗冲击性能较好等优点，可应用于手机、数码相机及平板电视等的触摸屏。 凯茂科技（深圳）有限公司 518000 摘要：触摸屏盖板玻璃具有表面硬度高、厚度薄、透过率高、抗冲击性能较好等优点，可应用于手机、数码相机及平板电视等的触摸屏。基于此，本文就围绕触摸屏盖板玻璃生产线配料系统设计展开分析。 关键词：触摸屏盖板玻璃；生产线；配料系统设计 1、原料配料控制系统的发展 1.1早期原料配料系统 早期玻璃厂采用的原料配料称量设备是机械台秤进行称量。核心控制部分采用继电器进行控制。这种系统结构简单、操作方便、价格低廉。但是称量精度低、人工操作劳动强度大、易损部件多、不能自动记录称量结果。 1.2传统原料配料系统 主要包括配料控制器、PLC、计算机、给料控制装置。配料控制器控制每台秤的补料、排料，PLC控制配料时序，计算机对整个配料过程进行监控和管理。系统硬件线路复杂、计算机与配料控制器的通讯可靠性差、可靠性低。 1.3新型原料配料系统 使用专门的PLC玻璃原料配料控制模块，实现配料控制，目前，支持PLC的计算机控制软件越来越多，使计算机与PLC的数据交换变得简单、可靠。触摸屏盖板玻璃生产线系统采用PLC模块控制。 2、触摸屏盖板玻璃生产线原料配料系统组成 触摸屏盖板玻璃生产线工艺布置实行全封闭式设计，配料系统采用单排与双排库结构。各种原料均为合格粉料进厂，通过机械运输进入各种原料仓，经提升、称重、输送、混合、运输至窑头料仓；碎玻璃原料经生产线处理后，由皮带机送入到玻璃料仓，经称量、运输后，与混合料一起进入窑头料仓，准备进入熔窑。配料系统主要部分如下： 2.1称量系统 称量系统采用电磁振动给料机通过专用减振件连接至给料机。该给料机具有多弹簧板结构，使其工作稳定、噪音低、料流运行平稳。控制部分采用自适应控制方式。配料的称量过程采用模糊算法程序，即系统根据物料的喂料或排料状况自动调整给料速度，使其完全满足工艺误差的要求。自适应控制方式是替代经典的双速+提前量控制方式的新技术，在此类控制器的控制下产量和精度均有大幅度的提高，同时也完全去掉人为设定值对系统的影响。 2.2混合及加水系统 称量好的物料通过配料皮带进入混合机内进行混合操作。混合分为干混和湿混，湿混加水采用智能化加水系统。即设定好混合机出口的混合料的湿度百分比，系统将根据工艺给出的干基量配方和有关物料的含水量，自动的、实时的计算出当前混合机内物料的加水量并将其数值传给加水系统，加水系统根据加入水量值采用气压式向混合机内注水，使其混合料的含水量保持给定的、最佳的工艺数值。混合后排料有正常和排废两种模式。排废时，混合料排入废料仓通过人工排除；正常时，混合料排入中间仓通过振动给料机将物料排入混合料皮带并与碎玻璃秤排下的碎玻璃一起通过斗式提升机以及窑头皮带送入窑头仓。 2.3电气控制系统 电气控制系统系由称量控制柜、数据处理系统、主控柜和动力柜组成。它们独立运作，又以问答的方式相连，提高了系统自动化程度和可靠性。控制范围包括：石英砂、碎玻璃上料、系统喂料、自适应调节、称量、系统排料、配料皮带机、混合机的启停、排料门的开关、混合机的加水、混合机下接料、除尘、混合料皮带、斗式提升机、窑头皮带的启停控制。 控制系统具有全自动、自动和手动功能。无论在何种方式下，都含一种强制功能，可以立即启动或停止某种操作，以应付突发事件。全自动是带有计算机监控及所有数据功能的自动方式；自动是无计算机管理的自动工作方式，系统在称量单元和逻辑单元的控制下，按原配料程序和预定的精度进行操作，配方由PLC的OP操作板的键盘输入。手动去掉系统的连锁功能，单台启动输送或混合设备并利用称量单元的控制功能进行配料操作，该方式一般为试车及紧急状态时使用。系统提供连续配料和定批次配料两种方式，并可自由无扰动转换。 3、系统特点、关键问题及解决措施 3.1系统特点 该系统除具有通常的全自动配料和数据处理及配方管理的功能外，更重要的是引进了国外先进的控制管理的自动化理念。高可靠的现场检测手段和高级的软件功能使系统具有了更加面向操作者、面向工厂管理者、面向提高分析能力的智能化控制系统。 系统的重要特点是在完成所有配料操作的同时，将实时提供全方位的故障说明、排除方法、操作指南、操作记录、设备运行记录、配方使用记录等过程并将及时给出分析及判断，使其系统达到高度自动化的同时具有更强的智能化，为科学的管理提供真实的素材和可行的方法。 3.2关键问题 3.2.1配合料含量问题 配合料中由配料设备引入铁粉的含量＜30ppm；有害杂质Ti、V、Mn、Ni、Cr、Cu等金属含量分别＜3ppm；配合料必须保持一个均匀混合状态，允许分层量为±0.5%；配合料使用的碎玻璃控制碎玻璃细分含量，不需要筛分，粒度尺寸不超过直径20㎜。 3.2.2加料和称量精度问题 称量期间原则上可能出现两种错误，即标准值的平均值和平均值的偏差之间的差异。加料错误通常是系统的特征并且可以被最大限度地消除。加料稳定性通常具有事故性特征，只能通过改变工艺参数降低。静态精度是加静态荷载到电子秤中的误差范围，它是显示重量值和真实荷载重量之间的差别。该数据是使用的电子秤、包括传感器相关的一种定量的质量数据。传感器按照OIML标准制造和检查。动态精度是称重期间料方中给出的标准值和实际称量原材半书牧量之间的差别。该数据是使用的加料技术相关的定量的质量数据。动态精度与加
玻璃窑炉设计技术之单元窑
玻璃窑炉设计技术之单元窑 第一章单元窑 用来制造E玻璃和生产玻璃纤维的窑炉，通常采用一种称为单元窑的窑型。它是一种窑池狭长，用横穿炉膛的火焰燃烧和使用金属换热器预热助燃空气的窑炉。通过设在两侧胸墙的多对燃烧器，使燃烧火焰与玻璃生产流正交，而燃烧产物改变方向后与玻璃流逆向运动。因此在单元窑内的玻璃熔化、澄清行程长，比其它窑型在窑内停留时间长，适合熔制难熔和质量要求高的玻璃。单元窑采用复合式燃烧器，该燃烧器将雾化燃料与预热空气同时从燃烧器喷出，经烧嘴砖进入窑炉内燃烧。雾化燃料处在燃烧器中心，助燃空气从四周包围雾化燃料，能达到较好的混合。所以与采用蓄热室小炉的窑型相比，燃料在燃烧过程中更容易获得助燃空气。当空气过剩系数为1.05时能完全燃烧，通过调节燃料与助燃空气接触位臵即可方便地控制火焰长度。由于使用多对燃烧器，分别调节各自的助燃风和燃料量，则可以使全窑内纵向温度分布和炉内气氛满足玻璃熔化与澄清的要求，这也是马蹄焰窑所无法达到的。单元窑运行中没有换火操作，窑内温度、气氛及窑压的分布始终能保持稳定，这对熔制高质量玻璃有利。现代单元窑都配臵有池底鼓泡，窑温、窑压、液面及燃烧气氛实行自动控制等系统，保证了难熔的E玻璃在较高熔化率下能获取用于直接拉制玻璃纤维的优质玻璃液。所以迄今在国际上单元窑始终是E玻璃池窑拉丝的首选窑型。 单元窑与其它窑型相比的不足之处是能耗相对较高。这是因为单元窑的长宽比较大，窑炉外围散热面积也大，散热损失相对较高。采用金属换热器预热助燃空气的优点是不用换火，缺点是空气预热温度，受金属材料抗氧化、抗高温蠕变性能的制约，一般设计金属换热器的出口空气温度为650～850℃。大多数单元窑热效率在15%以内，但如能对换热器后的废气余热再予利用，其热效率还可进一步提高。 配合料在单元窑的一端投入，投料口设在侧墙的一边或两边，也有设在端墙上的。熔化好的玻璃从另一端穿过沉式流液洞流至称为通路的拉丝作业部。 第一节单元窑的结构设计
玻璃配方组成设计与管理
玻璃配方组成设计与管理 何旭远 (五粮液集团环球有限公司,宜宾644007) 摘要:玻璃配方组成对产品的理化性质、生产成本和工艺控制均会产生重大的影响,组成设计不当,不但会造成产品质量下降、废品增加、成本提高,而且会给熔制、成形、退火等工艺控制带来严重后果,甚至无法生产,企业的经济效益和信誉将受到极大的损害。文章主要介绍了配方组成优化设计的原理、计算机模拟设计方法、配方的计算、组成的监控与调整。 关键词:玻璃配方;新品开发;组成设计与管理 Design of Glass Formula Composition and Management HE X u-yuan (T echnology R&D Center of G lobal Gr oup Co,L td.Wuliang ye Group,Y ibin644007,China) Abstract:Glass formula co mposition has significant impact on physical and chemical properties,production cost and pro-cess control.If composition desig n is not adequate,it shall result in low product quality,reject incr ease and cost rise,and also shall bring ser ious consequence to process control,such as melting,forming,annealing,etc,and even product ion stop,caus-ing serious damage to enterpr ise economic benefit and credit.T his article introduces the pr inciple of formula composition opt-i mizing design,metho d of computer simulation design,calculation of formula,monitoring and adjustment of composition. Key words:glass formula;new product development;composition design and manag ement 根据经验、配方,凭直觉建立经验规则的经验性配方设计将使得企业面临2个致命的问题:一是无法将顾客对产品的要求转化为玻璃的性质要求,进而根据性质设计出合理的配方来满足顾客要求。在现代玻璃制造业中这个矛盾尤为突出;二是经验性配方工艺人员个人的经验总结停留在感性阶段,无法从理论上去验证经验总结的正确性,不能及时分析和处理生产中的问题。也正是因为经验的缘故,很难尽快地去改进已有产品的性能。文章详细介绍玻璃配方组成设计的原理及方法、配方及性质计算和应用实例。 1配方组成设计的意义 物质的结构决定了它的性质,改变物质结构就可以改变它的性质。玻璃也一样,玻璃的结构决定了玻璃的性质见式(1),玻璃的组成决定了玻璃的结构见式(2)。由此可见,改变玻璃组成可以改变玻璃性质见式(3)。也正是因为这样,可以将顾客对产品的要求转化对玻璃性质要求,进而改变组成,生产出符合顾客要求的产品。 G p=f(S g)(1) P i=U(G p)(2) G p=U(P i)(3)式中:G p为玻璃的性质;f、U为函数形式;S g为玻璃结构;P i为玻璃组成。 从式(2)中可以看出,P i与G p对应关系的非唯一性,也就是说可以有多种组成满足同一性质指标的要求,因为有的性质与组成之间呈简单的加和关系,如密度、折射率等;有的性质与组成之间不呈简单的加和关系,而与玻璃系统中各组分间化学作用 9
原料自动配料系统方案
原料自动配料系统方案
目录 一、概述 (3) 二、系统设计要求 (3) 1.料仓部分： (3) 2.喂料部分 (3) 3.秤量部分 (3) 4.物料的混合控制 (4) 5.砂岩在线测水 (4) 6.控制系统 (4) 7.控制系统工作条件 (5) 三、系统实现原则 (5) 四、原料配料系统硬件简介 (5) 五、原料配料系统软件功能简介 (9) 1、称量管理 (9) 2、系统监控 (9) 3、报警监控 (10) 4、实时打印 (10) 5、历史数据管理 (10) 6、系统权限管理 (11) 7、系统冗余 (11) 六、多手段的系统维护方法 (11) 1、电话维护 (11) 2、远程维护 (11) 3、现场维护 (11) 附：系统示意图 (13) 工艺图 (13) 配料控制室 (14) 电器布置图 (15) 拓扑结构图 (16)
一、概述 秦皇岛市海北电子技术有限公司原料连续称量配料系统采用先进的SIEMENS （西门子）PLC、工业控制计算机及PANTHER电子称量设备。其主要组成部分包括动力部分、控制部分、喂排料部分及称量部分等，是为浮法玻璃生产设计的计算机全自动控制配料系统。 二、系统设计要求 1.料仓部分： 配料车间使用排仓式储料，共设粉料仓8个、碎玻璃料仓1个，粉料仓的出口处有活化漏斗（碎玻璃和石灰石用丝杠闸门），料仓的活化漏斗出口处通过软连接至喂料机的入口处，系统将根据料仓物料流动情况来决定活化漏斗的启动情况，保证物料供给的正常。 2.喂料部分 喂料部分包括活化料斗和喂料设备（电磁振动给料机或螺旋输送机,根据物料的实际量程选择不同的规格） 芒硝加料团破碎机。 3.秤量部分 秤量部分采用三传感器电子斗秤，秤斗上安有除尘口并与集料皮带导料槽相通,以防止粉尘的外泄。 秤量系统采用“减量法”秤量方式。 排料采用电磁振动给料机。排料应有分时操作的功能，使物料均匀的铺成夹层状态。芒硝和煤粉先入预混机混合，预混机同其他物料同时排料。碎玻璃均匀的撒在混合料上。 物料特征及秤台数： 物料名称台数每批料用量容重水分% 砂岩粉 2 2800kg(2X1400) 1.4 ＜ 5 ＜ 2 长石 1 230kg 1.5 ＜ 2 白云石 1 700kg 1.5 1.05～＜0.5 纯碱 1 900kg
国外玻璃窑炉设计现状
国外玻璃窑炉设计现状 玻璃窑炉设计实际上是综合考虑客户对玻璃窑炉投资，窑炉寿命和运行与维护成本的需求；对玻璃窑炉技术选择，节能和排放问题的设想；以及环境保护，卫生安全等相关法律规定。然后，按照一定的步骤程序提交完整的设计方案，确保窑炉所有重要的性能指标的过程。 由于全球经济相互融合，外国耐火材料企业集团不断以合资、独资、控股等方式进入中国市场，中国耐火材料企业也要走出去。即使在国内，企业最终面临的竞争对手也必然是外国企业。我国虽于2006年9月取消了包括耐火材料等产品的出口退税政策，但是参与国际竞争对激励耐火材料企业提高工艺技术和生产效率，提高耐火原料资源的利用率，强化社会节约意识，控制资源消耗等均起到积极推动作用。如果企业在未知国际化市场资源的情况下，贸然参与竞争是危险的。为此，从合同管理、工程设计和计算机仿真设计三个方面，介绍国外玻璃窑炉设计现状，有助于国内企业开拓窑炉耐火材料出口渠道，稳步进入国际市场。 ２玻璃窑炉设计合同管理 国外玻璃窑炉设计代表性的合同管理程序流程如图1所示，它表示出窑炉设计者必须处理的典型问题。 该管理流程有利于客户在招投标过程及合同签署前。获得所有供决策的信息，特别是涉及投标预算编制中有关设备、建筑材料和工程成本的详尽计算数值，尽管这类信息的收集要牵涉到合同签署后的一些程序。 合同管理要求工程文件清晰规范，所有文件诸如图纸、会议记录和概算必须归档便于查询。设计公司利用数据管理系统，集中存储一个工程的所有信息，通过内部电子通讯系统(局域网)等数据共享的管理方式，让专业人
员随时查找工程设计数据、工程进度、专业衔接与改进方案，保证工程进展顺畅，避免差错的产生。 ３玻璃窑炉的工程设计 玻璃窑炉工程技术因素如窑炉熔化率、能耗及其窑龄，财务因素如投资成本、风险和清偿期限，以及燃料污染程度与燃烧技术的选择等生态环保因素，它们相互关联、互为因果。窑炉工程设计因而需经历一个反复比较、筛选的过程。在国外，该工程设计的许多部分仍建立在经验的基础上。但是，数学模型和测试手段的发展对玻璃窑炉工程设计中工艺参数的检验作用正在增强。表１所列是国外玻璃窑炉设计中应用的有关方法。 每个玻璃窑炉的熔化系统设计和技术选择取决于客户对玻璃生产数量和质量的需要。通常，在该设计阶段开始利用数学模型进行检验。有关窑炉实际运行性能的详尽知识的积累是数模合理设定的关键，数学模型的精度通过对颗粒示踪方法在模型和实际窑池中结果的比较加以验证。 滞留时间是颗粒示踪方法结果之一，该参数具常规可靠性，能用于预先评估所能获得的玻璃质量。数学模型近年来己发展至预测玻璃中气泡的变化过程。需要指出的是数学模型不能用于设计改变很小的窑炉，玻璃窑炉运行中几个不确定变量的影响足以左右数模的计算精度。数模计算即趋势分析，利用数学模型可以研究确定玻璃窑炉设计显著改善所产生的重大变化。图２所示为数学模型仿真中典型的颗粒示踪路径，其滞留时间较短。 预测玻璃窑炉排放级别的数学模型仍在开发之中，这类数学模型将来对窑炉设计的支持作用会不断增强。玻璃窑炉窑龄的预测情况与此人体相似，目前的预测仍建立在试验室模拟玻璃窑炉条件下耐火材料试样蚀变试验的基础上。图３所示为超声波无损探伤设备，用于测定玻璃窑炉耐火砖的剩余厚度和辅助助熔电极的更换，对于合理延续玻璃窑炉寿命，减少玻璃池窑漏料危险具有重要作用。