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二、玻璃的熔制过程

玻璃的熔化是将配合料投入耐火材料砌筑的熔窑中，
经高温加热，得到无固体颗粒、符合成形要求的各种单相
连续体的过程。


传统的方法生产玻璃------是通过加热，经过高温熔制而 得到的。加热的温度是多高哪？-----1580-1590℃ 。 玻璃熔化所用的设备------熔窑。熔窑是一个由多种耐火
进一步的澄清、均化和冷却以满足玻璃液成型的 要求。 玻璃池窑冷却部（Cooling End）的结构与熔化 部的结构基本上相同，也分为下部窑池和上部空 间两部分。 下部窑池由池底和池壁所组成，上部空间由胸 墙和大碹所组成。只是冷却部的窑池深度比熔化 部的窑池深度稍浅，冷却部的胸墙高度略低于熔 化部的胸墙高度。 冷却部冷却时要注意降温要稳定，避免温度较 大的波动，造成二次气泡。

为了提高玻璃液的质量，现代浮法玻璃窑炉的结 构有了演变-----熔化区、澄清区-----微小气泡。
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(4)熔化部澄清区长度和宽度的确定

为了便于计算和分区，国内外一般以未对小炉中心
线外1.0m处开始到卡脖拐角处为止这一段的距离来 确定为浮法玻璃池窑熔化部澄清区的长度，它和熔化 区的长度一起构成整个熔化部的长度。
9000
600 14695 11250
9375
650 15163 11625
9750
700 15627 12000
10125
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玻璃池窑熔化部澄清区的宽度BR与玻璃池窑
熔化部熔化区的宽度Bm相同。
(5)窑池的深度



关于窑池的深度，国内外有两种比较通用的结
构形式。
深池结构和浅池结构。
深池结构：池深为1米五
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（二）玻璃的形成
在温度继续升高时开始熔融，易熔的低共熔混 合物首先开始熔化，同时，硅酸盐烧结物和剩余 二氧化硅互相溶解和扩散。 到这一阶段结束时，烧结物变成透明体，在没 有未起反应的配合料颗粒了。但玻璃液中还有大 量气泡，而玻璃液本身在化学组成和性质上也不 均匀，有很多条纹。 普通钠钙硅玻璃熔制时，玻璃的形成在 1200~1250 ℃。
温度上：熔化部的火焰换向，会造成温度上的 波动。 压力上：换向的时候会造成窑内的压力波动。 压力波动会对玻璃液中的气体排除产生影响； 压力波动会对供料槽处的压力产生影响，使 得玻璃板的厚薄产生微不均匀----国内与国外浮法 玻璃的的质量区别上有在厚薄差、微小波纹方面 的差距。
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5、冷却部 从玻璃池窑熔化部进入冷却部的玻璃液要进行
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6、玻璃液的搅拌器 在卡脖处使用玻璃液搅拌器（Stirer）来搅拌玻璃
液可以提高玻璃液的均化程度，从而提高玻璃制品 的质量和稳定性。玻璃液搅拌器的作用有以下几点： ① 玻璃液搅拌器的搅拌作用降低了玻璃液的流 速，使得玻璃液流中化学成分不均一的质点有足够 的时间向周围的玻璃液介质作充分的扩散，从而改 善了玻璃液的化学均匀性。 ② 通过玻璃液搅拌器的搅拌作用可以降低玻璃液 的温度。在不降低玻璃液质量的前提下，使用玻璃 液搅拌器以后，可以达到增产10%~15%的效果。 ③使用玻璃液搅拌器后可以减少冷却部向熔化部 的玻璃液回流量。
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1、投料部分
（1）投料池的作用 投料池的作用主要是使投料机连续、平稳地将 配合料投入到熔窑当中。要求实现薄层投料。 （为什么？）

薄层投料有利于热量的传递，加速配合料的熔
化，可以提高配合料的熔化效率。
另外，投料池有一定的预熔作用。投料池是一
个长方体的结构。
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（2）前脸墙 (L型吊墙)
(长度需要研究)。
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澄清区的尺寸，目前有一些经验值：
熔化 量-吨
LR(mm
200
8353
250
9666
300
10760
350
11676
400
12448
450
13109
BR(mm) 8250
熔化量 500 （t/d） LR （mm BR （mm 13687 10500
8625
550 14209 10875
温气体以传导、对流和辐射的传热方式将自身的热
量传给胸墙、大碹和下面的玻璃液。
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胸墙的重力通过挂钩砖及其托铁板和巴掌
铁传到立柱上，由立柱再传到池底的次梁
和主梁上。
有关火焰的流向
要求火焰在平行于液面的前提下,尽量接
近玻璃液面。如何保证？这与燃烧设备小 炉的结构有密切的关系。
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（三）分隔装置（分隔设备）

玻璃池窑的分隔装置是指玻璃池窑的熔化部与 冷却部之间的分隔装置，它包括玻璃液的分隔装置 和气体空间的分隔装置。
1、玻璃液的分隔装置
为了选取熔化质量较好的玻璃液，在玻璃池窑 的熔化部和冷却部中间的窑池中要设置玻璃液的分
隔设备。
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2、玻璃液分隔设备的作用


a、防止玻璃液回流，选取熔化好的玻璃液，进
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澄清及其动力学过程

（四）玻璃液的均化
玻璃液的均化过程在玻璃形成时即已开始，在 澄清过程后期，与澄清一起进行和完成。均化作 用就是在玻璃液中消除条纹和其他不均体，使玻 璃液各部分在化学组成上达到预期的均匀一致。 分子扩散运动贯穿玻璃液的均化过程。促进均 化的主要因素是：扩散。（动力：温度差、液面 差、外力---搅拌）

浮法玻璃池窑澄清区的长度，从理论上和实际生产 上都要求，应以使玻璃液在澄清区停留时，气泡的排 除需要一定的时间。(差距在于微气泡)
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虽然玻璃液也是液体，但是其粘度比水要大得多。
气泡的排除有一定的困难。在结构不发生变化的情 况下，就要保持一定的长度。

以玻璃液中的气体能够完全排除为设计准则，从 而保证玻璃制品的质量，即确保玻璃液中无砂粒、 无气泡以满足玻璃制品各种用途的要求，或者说玻 璃池窑的设计要确保玻璃液的熔制质量与澄清质量
面积-----熔化带。
（2）热点 浮法玻璃熔窑中温度最高的点，--热点。
浮法玻璃的热点温度为1580-1590℃
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（3）窑池


熔化部的形状是一个长方体。
对于有6~8对小炉的浮法玻璃池窑来说，其比值在 2.5~3.5的范围(经验)。

熔化部的作用是使加入到窑池中的配合料在高温 下熔化成玻璃液，并使其澄清和均化。
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蓄热式玻璃池窑----热量的回收通 过蓄热储存的方式完成
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（一）玻璃熔制部分


浮法玻璃池窑的玻璃熔制部分由：
投料部分、 熔化部（分隔设备之前）、 分隔设备（包括气体空间分隔设备和玻璃液分隔
设备）、
冷却部（分隔设备设备之后）、


流道、流槽
这五部分所组成----各部的结构和作用？
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三、浮法玻璃池窑的结构
浮法玻璃的规模划分是： ----小型：350吨/天；
----中型：400-650吨/天；
----大型：700-1000吨/天。


据报道：日本已经有1200吨/天的浮法玻璃熔窑。
一般说来，玻璃池窑是由玻璃熔制部分、热 源供给部分、余热回收部分和排烟供气部分这四 大部分所组成。
间的分隔装置有完全分隔和部分分隔这两大类。
浮法玻璃池窑只用部分分隔装置，四种最常见的
“气体空间部分分隔装置”——矮碹、吊矮碹
（有人也之称为“卡脖分隔吊墙”）、U型吊碹
和双J型（有人也称之为“双L型”）吊碹。
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玻璃冷却时，希望不受外界的干扰，这里的 干扰主要包括温度上的和压力上的。
而横向的流动对玻璃液的均化起到的作用也是非
常重要的。关于耳池的位置、数量、对横向流动 的影响值得研究。大小以2m×2m为宜。
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5、火焰空间

在玻璃池窑熔化部的玻璃液面之上是由胸墙（窑
墙）、大碹（窑顶）、前脸墙和后山墙所包围着的、 充满火焰的整个炉膛空间，被称为火焰空间。

火焰空间内充满着炽热的气体和火焰，火焰及高
合料熔化和玻璃液澄清、均化的部分。 由于工业化玻璃池窑大都采用火焰对玻璃液表 面进行加热，所以玻璃池窑的熔化部可以分为上、 下两部分。

上部被称为“火焰空间”；下部被称为“窑 池”。火焰空间包括大碹（拱顶）和胸墙等部分， 窑池则由池壁和池底等部位所构成。
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（1）熔化面积 前脸墙到末对小炉中心线外1米所覆盖的
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7、供料道（流道、流槽）
经过冷却部冷却，达到质量要求的玻璃液，
要通过供料道输送到成型设备中去。
对供料道有以下要求：
（a）供料道处的玻璃液流动一定要平稳；


普通钠钙硅玻璃熔制时，均化可在低于澄清的 温度下完成。
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（五）玻璃液的冷却
为了将玻璃液的粘度增高到成形制度所需的范围， 需进行玻璃液的冷却。冷却过程中玻璃液温度通常降 低300℃左右，冷却的玻璃液温度要求均匀一致，以 有利于成形。 以上5个阶段并没有明显的界限。不是串联关系， 在一定程度上是并联关系 如何实现以上5个过程？---在设备的结构上加以保 证。


浅池结构：池深为1米三
两种结构各有其特点、池的深浅对玻璃业的流动、 玻璃液的质量有什么影响----非常值得研究。
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4、耳池 耳池（也被称为掏渣池）是指布置在平板玻璃
池窑两侧、与窑池相通、向外凸出的长方形或正
方形小池。
因为耳池处的玻璃液温度较低,就使得有耳池部 位的窑池内玻璃液的横向对流加强，故而对玻璃 液流能够起到调节作用。 在浮法玻璃熔窑中玻璃液的纵向流动是主要的，