熔制制度確定

1、綿陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院玻璃熔制課程項(xiàng)目任務(wù)書(shū)院（系）： 材料工程系 班級(jí)： 玻璃141 部門：二 任務(wù)： 一 一、任務(wù)題目：500t/d浮法玻璃熔窯熔制制度的確定二、主要內(nèi)容：1. 確定玻璃熔制過(guò)程的溫度-粘度曲線：2. 確定玻璃熔制過(guò)程的溫度-粘度曲線；3. 分析熔制制度對(duì)玻璃質(zhì)量的影響；三、基本要求：1.玻璃熔制制度應(yīng)符合實(shí)際生產(chǎn)情況要求，便于組織生產(chǎn)。2.熔制制度參數(shù)選擇合理、先進(jìn)；3.熟悉玻璃熔制制度對(duì)玻璃質(zhì)量的影響；5.提交一份打印的任務(wù)說(shuō)明書(shū)與電子文檔；6.提交本小組各成員的成績(jī)表（100分制）；第 小組成員成績(jī)小組平均成績(jī)： 分姓名成績(jī)姓名成績(jī)姓名成績(jī)工段長(zhǎng)簽名： 年 月 日四、時(shí)間要

2、求1、任務(wù)下達(dá)日期： 2015年 9 月 10 日2、任務(wù)完成日期： 2015年 9 月 25 日指導(dǎo)教師簽字：（一）確定玻璃熔制過(guò)程的溫度-粘度曲線 1.由于結(jié)構(gòu)特性的不同，玻璃熔體與晶體的黏度隨溫度的變化趨勢(shì)有顯著的差別。晶體在高于熔點(diǎn)時(shí)，黏度變化很小，當(dāng)?shù)竭_(dá)凝固點(diǎn)時(shí)，由于熔融態(tài)轉(zhuǎn)變晶態(tài)的緣故，黏度呈直線上升。玻璃的黏度則隨溫度下降而增大，從玻璃液到固態(tài)，玻璃的黏度是連續(xù)變化的，其間沒(méi)有數(shù)值上的突變。（1）應(yīng)變點(diǎn)：應(yīng)力能在幾小時(shí)內(nèi)消除的溫度，大致相當(dāng)于粘度為1013.6Pa·s時(shí)的溫度，也稱退火下限溫度。（2）轉(zhuǎn)變點(diǎn)（Tg）：相當(dāng)于粘度為1012.4Pa·s時(shí)的溫度。高

3、于此點(diǎn)脆性消失，并開(kāi)始出現(xiàn)塑性變形，物理性能開(kāi)始迅速變化。（3） 退火點(diǎn)：應(yīng)力能幾分鐘內(nèi)消除的溫度，大致相當(dāng)于粘度為1012Pa·S時(shí)的溫度，也稱退火上限溫度。（4）變形點(diǎn)：相當(dāng)于粘度為1010-1011Pa·S時(shí)的溫度范圍。（5）、軟化溫度（Ts）：它與玻璃的密度和表面張力有關(guān)，相當(dāng)于黏度為3×1061.5×107Pa·s的溫度范圍。對(duì)于密度約等于2.5的玻璃它相當(dāng)于粘度為106.6Pa·S時(shí)的溫度。（6）操作范圍：相當(dāng)于成型玻璃表面的溫度范圍。T上限指準(zhǔn)備成型的溫度，相當(dāng)于粘度為102-103Pa·S時(shí)的溫度；T下限相當(dāng)

4、于成型時(shí)能保持制品形狀的溫度，相當(dāng)于粘度>105Pa·S時(shí)的溫度。操作范圍的粘度一般為103-106.6Pa·S（7）、熔化溫度：相當(dāng)于粘度為10Pa·S時(shí)的溫度，在此溫度下玻璃能以一般要求的速度熔化。（8） 自動(dòng)供料機(jī)供料的粘度：102-103Pa·S。（9） 人工挑料粘度：102.2Pa·S。成分SiO2AI2O3CaOMgOR2O質(zhì)量百分?jǐn)?shù)72.191.6.08.134.1113.72玻璃粘度（Pa s）系 數(shù) 數(shù) 值 1Mg代替1Ca所引起的溫度變化ABCD103-17.49-9.965.901381.406.0104-15.37

5、-6.255.001194.225.0106-10.36-1.184.35910.863.11012-7.323.495.37603.402.51012.46.9084.195.3186212.51013.6-5.666.085.174625.73.31.應(yīng)變點(diǎn)：T=-5.66x13.72+6.08x(8.13+4.11)+5.17x1.6+625.7=657.74校正:MgO的實(shí)際含量約為4比3還高了1由上表可知=103Pa.s時(shí)，以1MgO代替1CaO,溫度將提高6因此，則T=657.7424+6=663.74轉(zhuǎn)變點(diǎn)：T=6.908x13.72+4.19x(8.13+4.11)+5.318

6、x1.6+621=586.0166校正:MgO的實(shí)際含量約為4比3還高了1由上表可知=104Pa.s時(shí)，以1MgO代替1CaO,溫度將提高5因此，T=586.0166+5=591.01退火點(diǎn)：T=-7.32x13.72+3.49x(8.13+4.11)+5.37x1.6+603.4=554.27校正:MgO的實(shí)際含量約為4比3還高了1由上表可知=1012.5Pa.s時(shí)，以1MgO代替1CaO,溫度將提高2.5因此，T=554.27=2.5=556.77軟化點(diǎn)：T=【-10.36x13.72+(-1.18)x(8.13+4.11)+4.35x1.6+910.86】x3=2283.71校正:MgO

7、的實(shí)際含量約為4比3還高了1由上表可知=1013.6Pa.s時(shí)，以1MgO代替1CaO,溫度將提高3.1因此，T=2283.71+3.5=2287.21操作范圍：T1=-17.49x13.72+(-9.95)x(8.13+4.11)+5.90x1.6+1381.40=1029.44T2=-10.36x13.72-1.18)x(8.13+4.11)+4.35x1.6+910.86=761.23校正:MgO的實(shí)際含量約為4比3還高了1由上表可知=103Pa.s;=106Pa.s時(shí)，以1MgO代替1CaO,溫度將提高62.6，因此，T1=1029.44+6=1035.44;T2=761.25+2.6

8、=763.85 。所以操作范圍為：1035.44到763.85范圍內(nèi)。（二）確定玻璃熔制過(guò)程的溫度-粘度曲線（1） 定義：熔制過(guò)程中的操作控制參數(shù)（2） 作用： A.提高熔窯產(chǎn)量 B.保證玻璃液的質(zhì)量 C.降低能源消耗 D.延長(zhǎng)熔窯的使用壽命（3） 制度項(xiàng)目A. 溫度制度溫度制度是指熔化部的溫度制度，而非全窯的溫度制度，即沿熔化部窯長(zhǎng)方向的溫度分布，用溫度曲線表示，溫度曲線是一條有多個(gè)溫度測(cè)定值連成的折線，其測(cè)定值因測(cè)量位置和測(cè)量方法不同而不盡相同。溫度制度對(duì)玻璃的熔化速度、玻璃液的對(duì)流情況、成型作業(yè)、燃料消耗、窯齡等都有影響，要慎重制定和嚴(yán)格控制。溫度曲線要滿足熔化過(guò)程的要求和操作要求，也要

9、有利于成型。浮法玻璃熔窯的溫度曲線一般有三種，即“山”形、“橋”形和“雙高”曲線。 本次采用“雙高”形曲線溫度制度（能合理分配燃料，能降低燃料消耗量）小爐序號(hào)123456溫度分布147015101550157015401500燃料分配%1818.516.120.119.37.0B.窯壓控制 熔窯窯壓的控制也是熔化工藝工藝控制的一個(gè)重要指標(biāo)。不管窯的大小如何，均要求是使窯內(nèi)的壓力能保持穩(wěn)定和微正壓，這對(duì)制作高質(zhì)量的玻璃制品有重要作用。在規(guī)模不同的熔窯的生產(chǎn)過(guò)程中其工藝參數(shù)的確定，還需要根據(jù)窯內(nèi)壓力的測(cè)量方式和測(cè)量位置而定。 一般的熔窯均采用碹頂取壓，它遠(yuǎn)離玻璃液的表面，其測(cè)量值受到窯內(nèi)火焰空間熱

10、氣流和外界大氣變化的影響很大，不能真實(shí)反映玻璃液面處的窯壓。新設(shè)計(jì)的熔窯均從胸墻兩側(cè)取壓，取壓的要求是使窯內(nèi)玻璃液表面的壓力為“零壓”。由于是靠近玻璃液的表面取壓，窯內(nèi)的溫度和熱氣對(duì)窯內(nèi)壓力測(cè)量的影響較小，測(cè)量的精度因此得到提高。為確保窯內(nèi)壓力控制的正確性，更有一些熔窯在冷卻部胸墻兩側(cè)也設(shè)有測(cè)量裝置，通過(guò)對(duì)其壓力的測(cè)定，以該處測(cè)參數(shù)的大小來(lái)修正熔化部的工藝控制指標(biāo)。 熔窯液面處于微正壓510±1Pa，夏季比冬季低24Pa。C.泡界限制度 泡界線是投料和推料前進(jìn)的力與投料回流相平衡的結(jié)果，窯內(nèi)溫度分布、玻璃液流狀況、成型作業(yè)和投料情況等稍有變化，都會(huì)在泡界線上有所反映。因此，根據(jù)泡界線

11、形狀、位置和清晰程度可判斷出熔化作業(yè)的好壞，并以此予以調(diào)節(jié)。要保持清晰穩(wěn)定的泡界線，最主要的的是要明確熱點(diǎn)，并維持熱點(diǎn)到投料口是投料回流，熱點(diǎn)位置前移或后移都會(huì)使泡界線位置變動(dòng)。由于本窯爐采用6對(duì)小爐，所以泡界線位置大概控制在4號(hào)小爐靠后的位置。D.液面控制 （1）液面波動(dòng)的原因：主要是由于投料量與成型量不平衡。 （2）熔窯作業(yè)時(shí)，保證玻璃液面的穩(wěn)定除對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量起到積極作用外，也對(duì)熔窯的壽命具有很大的影響。因此窯內(nèi)玻璃液面的控制精確度是熔化工藝控制中的一個(gè)重要指標(biāo)，也是熔窯作業(yè)中的“四小穩(wěn)”之一。玻璃液面的高低以投入配合料的數(shù)量來(lái)控制的，當(dāng)投入配合料量和成型取用玻璃液量相平衡時(shí)，液面就能維持不

12、變。 （3）控制的方法主要以移動(dòng)式鉑探針液面控制方法居多。 液面控制在池壁上口最低位置±0.05mm內(nèi)E.氣氛控制 ： 控制窯內(nèi)氣體或火焰的氣氛性質(zhì)的控制 按化學(xué)組成及其具有氧化或還原能力不同，熔窯內(nèi)的氣氛分為氧化氣氛、中性氣氛和還原氣氛三種。 當(dāng)熔窯內(nèi)有多余的氣過(guò)剩系數(shù)大于1，燃燒產(chǎn)物中有多余的氧，具有氧化能力時(shí)，稱為氧化氣氛； 當(dāng)熔窯內(nèi)空氣過(guò)剩系數(shù)等于1，燃燒產(chǎn)物中無(wú)多余的氧且無(wú)未燃燒完全的一氧化碳時(shí)，稱為中性氣氛； 當(dāng)熔窯內(nèi)空氣過(guò)剩系數(shù)小于1，燃燒產(chǎn)物中含有一定量的一氧化碳，具有還原能力時(shí)，稱為還原氣氛。因?yàn)槭?00t/d的窯爐，所以采用6對(duì)小爐，其中1、2小爐為還原氣氛（防止

13、C粉過(guò)早燃燒）。3，4號(hào)小爐為中性氣氛（保證燃燒溫度）5，6號(hào)小爐為氧化氣氛（燒掉多余C粉，防止出現(xiàn)Fe2+降低玻璃透光率）F.換向控制： 火焰換向的工藝要求 熔窯的火焰換向?qū)θ鄹G的熱工制度而言是一種周期性擾動(dòng)。在換向過(guò)程中，在窯壓、燃料量和助燃風(fēng)量等參數(shù)除進(jìn)行前饋控制外，還應(yīng)將其他輸出信號(hào)閉鎖，待換向過(guò)程結(jié)束后，再解開(kāi)進(jìn)行正常的調(diào)節(jié)控制。 在換向過(guò)程中，對(duì)每一個(gè)程序所需的時(shí)間間隔和整個(gè)換向過(guò)程的時(shí)間的控制也是一個(gè)相當(dāng)重要的一個(gè)問(wèn)題。所以在制定火焰換向工藝程序時(shí)，應(yīng)對(duì)各種燃燒介質(zhì)按程序進(jìn)行合理的換向，確保實(shí)現(xiàn)“小擾動(dòng)換向”。 本組設(shè)換向時(shí)間為20分鐘。（三）溶制制度對(duì)玻璃質(zhì)量的影響（1）溫度制

14、度：對(duì)配合料熔化速度、玻璃液對(duì)流情況、成型作業(yè)、燃料消耗、窯齡等有影響。溫度曲線：“山形”曲線熱點(diǎn)（不是一個(gè)點(diǎn)，而是玻璃液表面的最高溫度帶）突出，熱點(diǎn)與1#小爐及末對(duì)小爐間的溫差大，泡界線清晰穩(wěn)定；配合料熔化滯后。“橋形”曲線熱點(diǎn)前后兩對(duì)小爐的溫度與最高溫度相差不大，溫度曲線似拱橋形。特點(diǎn)是熔化高溫帶較長(zhǎng)，有利于配合料的熔化和玻璃液的澄清?！半p高”曲線即“雙高熱負(fù)荷點(diǎn)”溫度制度，核心是減少處在泡沫稠密區(qū)的小爐燃料分配量，降低了此處的熱負(fù)荷；配合料入窯預(yù)助熔（2）壓力制度窯壓波動(dòng)立即影響成型部，使成型溫度不穩(wěn)。窯壓過(guò)大，窯內(nèi)火焰渾濁無(wú)力，大量廢氣來(lái)不及排出，相對(duì)來(lái)說(shuō)氧氣缺少，減慢油霧或煤氣的燃燒

15、過(guò)程。嚴(yán)重時(shí)熔窯所有的縫隙孔洞，直到小眼處的測(cè)溫孔，都噴出火焰，它將使窯體燒損加劇，燃耗增大，并不利于澄清。 窯壓過(guò)小，特別是液面處呈負(fù)壓時(shí)，它將吸入冷空氣，在消耗同等燃料的情況下不能達(dá)到預(yù)定的溫度，為保證溫度制度的穩(wěn)定，必須增加燃料的消耗。同時(shí)，過(guò)多的冷空氣進(jìn)入窯內(nèi)，會(huì)使還原焰不能維持。窯壓過(guò)小還會(huì)使窯內(nèi)溫度分布不均。 (3)泡界線：泡界線與投料口過(guò)近，則料層面積小，接受的熱輻射量減小，熔化速度會(huì)減慢，在投料量不變的情況下，熔化就不充分。相反，泡界線遠(yuǎn)移，使料堆占據(jù)面積加大，雖然料堆上層熔化速度加快。但料堆下層熔化并未更上，含有未熔化完的石英砂粒的泡沫區(qū)就回變遠(yuǎn)，熱點(diǎn)就會(huì)很模糊，容易發(fā)生跑料事故，并且回流溫度因泡沫覆蓋面積過(guò)大而降低，對(duì)生產(chǎn)不利。(4)氣氛制度：氣氛分為三種：氧化氣氛當(dāng)窯內(nèi)空氣過(guò)剩系數(shù)a1時(shí)，燃燒產(chǎn)物中有多余的O2，具有氧化能力，此時(shí)的氣氛稱為氧化氣氛或氧化焰；中性氣氛當(dāng)a=1時(shí)，燃燒產(chǎn)物中無(wú)多余的O2和未燃燒完全的CO，此時(shí)的氣氛稱為中性氣氛或中性焰；還原氣氛當(dāng)a1時(shí)，燃燒產(chǎn)物中含有一定量的CO，具有還原能力，此時(shí)的氣氛稱為還原氣氛或還原焰。 用芒硝做澄清劑 為保證芒硝的高溫分解，必須添加煤粉做還原劑，因此，通常采用的氣氛制度為：1、2小爐需要還原焰，不使碳粉燒掉；3、4小