用于生产玻璃产品的换向窑炉及复合消泡剂使用方法与流程

本发明涉及玻璃生产设备和熔制技术领域，尤其涉及一种用于生产玻璃产品的换向窑炉及复合消泡剂使用方法。

背景技术：

复合消泡剂主要应用在玻璃生产线熔制玻璃液的窑炉上，而生产玻璃产品的窑炉主要分为两大类，一类为上部空间单侧火焰加热、两侧等时交替换火的换向窑炉（如图1主视图所示），另一类为上部空间两侧火焰同时加热的换向窑炉，复合消泡剂的装置系统和使用方法必须匹配窑炉工艺。

生产玻璃产品的换向窑炉，主要包括2大类型：空气（含富氧）助燃火焰加热窑炉、空气（含富氧）助燃火焰加热和电助熔结合的复合加热窑炉，其生产的玻璃产品包括普通平板玻璃、超白太阳能玻璃、各类显示器用平板玻璃、各种电子设备用保护玻璃、导光板玻璃、玻纤、瓶罐玻璃等。通常窑炉上部空间单侧火焰加热时间一般不小于10分钟，通常采用内的是20分钟换一次火，两侧交替换火过程所需时控制在1分钟内；换向窑炉内气泡层的覆盖面积占整个面积的三分之一，大面积的气泡层存在，一方面严重制约熔窑的排泡效率，影响最终产品质量，另一方面，气泡层造成空间火焰辐射热大量反射，降低了玻璃液对辐射热的吸收效率，大量反射的辐射热加速了熔窑碹顶的侵蚀，影响这个窑炉的使用寿命。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种用于生产玻璃产品的换向窑炉及复合消泡剂使用方法，旨在高效去除换向窑炉内玻璃液表面的气泡层，同时促进玻璃液深度方向的气泡上浮并破裂。

为了达到上述目的，本发明提出一种用于生产玻璃产品的换向窑炉，包括窑炉本体、主路系统装置以及支路系统装置，其中，

所述主路系统装置包括设置于窑炉本体两侧的用于向窑炉本体内喷入复合消泡剂的两组喷入器机构，每组喷入器机构均包括依次设置的前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器，所述前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器在窑炉本体上喷入位置为玻璃液的表面张力小于350mn/m的泡沫层覆盖区；

所述支路系统装置包括依次连接的搅拌桶、高压输送泵和换向阀，所述换向阀通过管路与两组喷入器机构连通以切换其一喷入器机构工作，所述换向阀采取与火焰加热方式相同的单侧使用方式。

优选地，每一所述前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器的入口管路上均对应设置有一支路流量调节阀、一支管路压力计和一支路流量计。

优选地，所述前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器的支路流量调节阀和其对应的支路流量计电连接以形成联动，所述高压输送泵与支管路压力计电连接以形成联动。

优选地，每一所述前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器的入口管路上均对应设置有一支路单向阀。

优选地，所述中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器可活动安装于窑炉本体上以调整其复合消泡剂喷入位置。

优选地，所述搅拌桶设置有搅拌装置以确保复合消泡剂中的固体成分充分溶解或悬浮于溶剂成分之中。

本发明进一步提出一种基于上述的用于生产玻璃产品的换向窑炉的复合消泡剂使用方法，控制前端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的35%~70%，中端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的20%~50%；后端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的0%~15%。

优选地，控制前端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的45%~60%，中端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的25%~45%；后端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的0%~10%。

优选地，两组喷入器机构上的前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器其使用的工艺参数相同。

优选地，换向阀的换向过程中其开度最小值为0，换向阀正常运转时其阀位开度设定值为单侧支路流量计等正常运转时流量值之和的1.0~1.3倍。

本发明提出的用于生产玻璃产品的换向窑炉，通过设置两组喷入器机构，每组喷入器机构均包括依次设置的前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器，在多个区域喷入复合消泡剂，高效去除了玻璃液表面的气泡层，提高了玻璃产品合格率和能源的利用效率，延长了窑炉使用寿命。复合消泡剂的使用明显减少气泡层区域及减薄泡层厚度，大幅降低了玻璃气泡缺陷和单位玻璃液能耗值。另外，将前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器在窑炉本体上喷入位置为玻璃液的表面张力小于350mn/m的泡沫层覆盖区，在玻璃液表面张力为350mn/m时，消泡效率高于30%，且随着温度的连续增加，表面张力的降低，消泡效率成倍增加；此区域喷入可最大化地提高复合消泡剂的使用效率。

附图说明

图1为本发明用于生产玻璃产品的换向窑炉的俯视结构示意图；

图2为本发明用于生产玻璃产品的换向窑炉的主视结构示意图；

图3为本发明用于生产玻璃产品的换向窑炉的系统图。

图中，1-窑炉本体，2-料堆区，3-气泡层区，4-镜面区，5-电极棒，6-1号区火焰喷枪，7-2号区火焰喷枪，8-3号区火焰喷枪，9-4号区火焰喷枪，10-5号区火焰喷枪，11-前端复合消泡剂喷入器，12-中端复合消泡剂喷入器，13-后端复合消泡剂喷入器，14-搅拌桶，15-高压输送泵，16-换向阀，17-支路流量调节阀，18-支路流量计，19-支管路压力计，20-支路单向阀。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1至图3，本优选实施例中，一种用于生产玻璃产品的换向窑炉，包括窑炉本体1、主路系统装置以及支路系统装置，其中，

主路系统装置包括设置于窑炉本体1两侧的用于向窑炉本体1内喷入复合消泡剂的两组喷入器机构，每组喷入器机构均包括依次设置的前端复合消泡剂喷入器11、中端复合消泡剂喷入器12和后端复合消泡剂喷入器13，前端复合消泡剂喷入器11、中端复合消泡剂喷入器12和后端复合消泡剂喷入器13在窑炉本体1上喷入位置为玻璃液的表面张力小于350mn/m的泡沫层覆盖区；

支路系统装置包括依次连接的搅拌桶14、高压输送泵15和换向阀16，换向阀16通过管路与两组喷入器机构连通以切换其一喷入器机构工作，换向阀16采取与火焰加热方式相同的单侧使用方式。

前端复合消泡剂喷入器11、中端复合消泡剂喷入器12和后端复合消泡剂喷入器13的前后两侧均设置有一火焰喷枪。两组喷入器机构的前端复合消泡剂喷入器11、中端复合消泡剂喷入器12和后端复合消泡剂喷入器13可对称设置于窑炉两侧、也可以非对称设置窑炉两侧；两侧必须同时使用，且使用的系统工艺控制参数相同。

进一步地，每一前端复合消泡剂喷入器11、中端复合消泡剂喷入器12和后端复合消泡剂喷入器13的入口管路上均对应设置有一支路流量调节阀17、一支管路压力计19和一支路流量计18，从而实现对支路上复合消泡剂喷入量进行监控。

进一步地，前端复合消泡剂喷入器11、中端复合消泡剂喷入器12和后端复合消泡剂喷入器13的支路流量调节阀17和其对应的支路流量计18电连接以形成联动，高压输送泵15与支管路压力计19电连接以形成联动。

高压输送泵15确保复合消泡剂的输送压力≥0.3mpa。高压输送泵15与三个支管路压力计19电连接以形成联动，从而自动调整压力，保持复合消泡剂喷入的压力稳定。支路流量调节阀17与支路流量计18形成联动，从而实现支路上复合消泡剂喷入量的精确自动控制。

进一步地，每一前端复合消泡剂喷入器11、中端复合消泡剂喷入器12和后端复合消泡剂喷入器13的入口管路上均对应设置有一支路单向阀20，从而实现对每一前端复合消泡剂喷入器11、中端复合消泡剂喷入器12和后端复合消泡剂喷入器13进行单独控制。

中端复合消泡剂喷入器12和后端复合消泡剂喷入器13可活动安装于窑炉本体1上以调整其复合消泡剂喷入位置。后端复合消泡剂喷入器13其安装位置随泡沫层的变化向前调整或可以取消。中端复合消泡剂喷入器12其安装位置随泡沫层的变化向前调整。

具体地，搅拌桶14设置有搅拌装置以确保复合消泡剂中的固体成分充分溶解或悬浮于溶剂成分之中。

将本用于生产玻璃产品的换向窑炉用于具体生产时，在某公司500吨/天的换向窑炉平板玻璃生产线（同图1、图2近似），其采用空气助燃加热结合电助熔加热的方式，每个循环内单侧火焰时间为20分钟，换火过程耗时为40秒；其采用了5对小炉燃烧的加热方式，即火焰喷枪分成5个区，窑炉内料堆区为投料口至2号小炉区，气泡层区为2号小炉至4号小炉区，镜面区为5号小炉以后的区域，其中，气泡层区最厚的气泡层位于2号小炉至3号小炉之间，厚达80mm。

基于上述状况，在该线上安装了主路系统装置以及支路系统装置，在2号小炉与3号小炉区、3号小炉与4号小炉区、4号小炉与5号小炉区设置了3对复合消泡剂喷入器，消泡剂喷入器的复合消泡剂质量比分别为55%、35%、10%；使用后8小时，最厚区的气泡层厚度减薄到原来一半，气泡层的尾部缩到了3号小炉和4号小炉之间，同规格产品，通过在线缺陷检测仪统计，每小时气泡缺陷总数由500个开始逐步降低；使用3天后，最厚区的气泡层只看到薄薄一层漂浮在玻璃液表面，气泡层区尾部缩到了3号小炉中心位置，每小时气泡缺陷总数由约500个降低到大概200个，玻璃产品合格率提高了6%，同时由于气泡层区的大幅度减小，气泡层对火焰热的反射作用大幅降低，玻璃液对火焰热的吸收效率明显提高，该区内窑炉底部的测温点显示温度增加了近20度，为保证温度稳定，适当降低了该区域内的燃料用量，同时，也将末对消泡剂喷入器的使用量调整到前面两对；持续1个月使用后，平均每小时气泡缺陷总数由500个降低到190个，玻璃产品合格率提高了7%，平均每公斤玻璃液的能耗由2000kcal降低到1800kcal。

本实施例提出的用于生产玻璃产品的换向窑炉，通过设置两组喷入器机构，每组喷入器机构均包括依次设置的前端复合消泡剂喷入器11、中端复合消泡剂喷入器12和后端复合消泡剂喷入器13，在多个区域喷入复合消泡剂，高效去除了玻璃液表面的气泡层，提高了玻璃产品合格率和能源的利用效率，延长了窑炉使用寿命。复合消泡剂的使用明显减少气泡层区域及减薄泡层厚度，大幅降低了玻璃气泡缺陷和单位玻璃液能耗值。另外，将前端复合消泡剂喷入器11、中端复合消泡剂喷入器12和后端复合消泡剂喷入器13在窑炉本体1上喷入位置为玻璃液的表面张力小于350mn/m的泡沫层覆盖区，在玻璃液表面张力为350mn/m时，消泡效率高于30%，且随着温度的连续增加，表面张力的降低，消泡效率成倍增加；此区域喷入可最大化地提高复合消泡剂的使用效率。

本发明进一步提出一种用于生产玻璃产品的换向窑炉的复合消泡剂使用方法。

本优选实施例中，一种基于上述用于生产玻璃产品的换向窑炉的复合消泡剂使用方法，控制前端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的35%~70%，中端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的20%~50%；后端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的0%~15%。复合消泡剂在换向窑炉的有效作用区为玻璃液的表面张力小于350mn/m的泡沫层覆盖区，并依据该区域内气泡层的状态差异，复合消泡剂的使用量分配也不同；

优选地，控制前端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的45%~60%，中端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的25%~45%；后端复合消泡剂喷入器喷入的复合消泡剂量占整个喷入量的0%~10%。

进一步地，两组喷入器机构上的前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器其使用的工艺参数相同。

换向阀的换向过程中其开度最小值为0，换向阀正常运转时其阀位开度设定值为单侧支路流量计等正常运转时流量值之和的1.1倍。通过对换向阀阀位开度设定值的限定，可以防止高压输送泵异常时引发的流量大幅波动事故。

支路流量调节阀在换向阀换向过程中，其阀的开度变化范围为设置开度值的90~100%。通过换向阀调整支路中的流量即进行0~设定值之间的调整，而支路流量调节阀只调整90~100%范围，只是对在流量接近设定值时进行小幅精确调整，避免换向阀和微量调节阀同时微调引起的波动，优化了换向效率。

本实施例中，通过将前端复合消泡剂喷入器、中端复合消泡剂喷入器和后端复合消泡剂喷入器的复合消泡剂量喷入量按上述比例控制，一方面确保窑炉内玻璃液上的气泡层在前端区域内消除总量的70%以上，余下的30%基本在中端区域消泡，后端区域即可以消除零星的逃逸的气泡，又可以消泡从玻璃液内重新上浮到表面的气泡；另一方面，气泡层绝大部分在中、前端被消除，因气泡层存在对燃烧加热火焰的辐射热的反射率也大幅度降低，有利于提高玻璃液对辐射热的吸收效率，从而加速玻璃液内深度方向存在的气泡上浮到表面，进而被消除；所以本发明所述的复合消泡剂量喷入量比例控制，提高了复合消泡剂的使用效率，可高效去除气泡层，从而提高玻璃产品合格率和能源的利用效率，延长窑炉使用寿命。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。