改善工作池中玻璃液冷却的玻璃熔炉及玻璃液的冷却方法.pdf

本发明涉及能够改善工作池中玻璃液冷却的玻璃熔炉和冷却方法。该玻璃熔炉具有墙砖、由墙砖围绕限定成的工作池、以及围绕工作池设置的多个烧枪，通过烧枪向工作池内喷入空气和天然气的混合气体，其中在工作池胸墙砖的液位线高度以上、比烧枪更靠近液位线的位置，沿工作池胸墙的周边设置了冷却风出口和冷却风入口，该冷却风出口和冷却风入口之间通过设置在工作池胸墙砖中的中空的冷却风风道连通，使得从冷却风入口送入的强制受控冷却风经过冷却风风道由冷却风出口直接有效地作用于工作池胸墙砖液位线高度以上部分的整个火焰空间周围，实施强制受控风冷，有效且均匀地降低工作池各处玻璃液的温度，从而改善玻璃质量。

1.  一种改善工作池中玻璃液冷却的玻璃熔炉，具有墙砖、由墙砖围绕限定成的工作池、以及围绕工作池设置的多个烧枪，通过烧枪向工作池内喷入空气和天然气的混合气体，其中在工作池胸墙砖的液位线高度以上、比烧枪更靠近液位线的位置，沿工作池胸墙的周边设置了冷却风出口和冷却风入口，该冷却风出口和冷却风入口之间通过设置在工作池胸墙砖中的中空的冷却风风道连通，使得从冷却风入口送入的强制受控冷却风经过冷却风风道由冷却风出口直接有效地作用于工作池胸墙砖液位线高度以上部分的整个火焰空间周围，实施强制受控风冷。

2.  根据权利要求1所述的玻璃熔炉，其特征在于，在胸墙砖内的冷却风风道中开设通向工作池的多排小风孔，通过改变冷却风的风量和风压来调节冷却效果。

3.  根据权利要求2所述的玻璃熔炉，其特征在于，在胸墙砖的冷却风风道中设置的小风孔为1-3排。

4.  根据权利要求1所述的玻璃熔炉，其特征在于，采用空气气体作为冷却风介质。

5.  根据权利要求1所述的玻璃熔炉，其特征在于，所用冷却风的风量在100-5000Nm³/h、风压在0.01-0.3MPa之间进行调整。

6.  根据权利要求5所述的玻璃熔炉，其特征在于，所用冷却风的风量在100-300Nm³/h、风压在0.05-0.15MPa之间进行调整。

7.  一种玻璃熔炉工作池中玻璃液的冷却方法，包括在具有墙砖、由墙砖围绕限定成的工作池、以及围绕工作池设置的多个烧枪的玻璃熔炉中，通过烧枪向工作池内喷入空气和天然气的混合气体，并在工作池胸墙砖的液位线高度以上、比烧枪更靠近液位线的位置，通过冷却风风道和沿工作池胸墙的周边设置的冷却风出口将冷却风作用于工作池胸墙砖液位线高度以上部分的整个火焰空间周围。

8.  根据权利要求7所述的冷却方法，其特征在于，在胸墙砖内开设的冷却风风道中开设通向工作池的多排小风孔，通过改变冷却风的风量和风压来调节冷却效果。

9.  根据权利要求8所述的冷却方法，其特征在于，在胸墙砖的冷却风风道中设置的小风孔为1-3排。

10.  根据权利要求7所述的冷却方法，其特征在于，采用空气气体作为冷却风介质。

改善工作池中玻璃液冷却 的玻璃熔炉及玻璃液的冷却方法
技术领域
本发明涉及玻璃熔炼领域，更具体而言，本发明涉及一种改善玻璃液冷却效果及提高玻璃液冷却均匀性的冷却方法。
背景技术
电视机中显像管用玻壳以及绝大多数大中型玻璃制品(如浮法玻璃)的生产过程中，最为关键的设备即为玻璃池炉。由于玻璃液最终要通过成型变为玻璃制品，所以就必然涉及到对玻璃液的冷却。在玻璃液冷却的过程中，不同的冷却方式或冷却效果的好坏，都直接影响到了玻璃制品的质量，亦即“良品率”。在池炉工作过程中，要想提高池炉内玻璃液的熔化率，就需要提高玻璃液的温度。然而，玻璃液流向成型区时还必需被降低到成型所需的温度要求范围，这就要求必需在冷却部(电视玻璃中常称为工作池)加强冷却。因此，如何解决对玻璃液温度的提高和降低这两方面的矛盾一直是本领域技术人员所面临的难题。
在传统的池炉操作过程中，通常采用非常有限的几支特制烧枪向工作池内喷入空气和天然气的混合气体。为达到成型工艺要求的理想温度，就需增大工作池烧枪的助燃风量，即将空燃比(助燃空气与天然气的比例)调整至较大的燃烧比例状态，以空气作为冷却介质，通过大量的空气吹入工作池，带走热量来冷却玻璃液，以此保证玻璃液达到所需要的目标温度。当为了提高熔化率而升高出料量时，从熔化池带入工作池的热量会大大增加，这就需要通过大量的空气来冷却，而由于烧枪数量很少，就会导致工作池内玻璃液的冷却不均匀。玻璃液温差的加大会直接影响玻璃制品的质量，严重时将影响玻璃制品的良品率。由此可见，现有技术中的玻璃池炉的冷却设置存在着明显的弊端，即无法同时兼顾提高产量和提高质量的双重要求。
鉴于现有的针对玻璃熔炉工作池中玻璃液的冷却方式已经无法满足熔化率日益提高的工业化大生产，如何既能在提高池炉出料量时快速冷却玻璃液温度，又能保证玻璃液冷却的均匀性，一直是本领域技术人员努力探讨和研究的技术难题。
本发明在无需对现有的玻璃池炉的燃烧系统和硬件系统的配置进行任何变更的前提下，彻底解决了现有技术中存在的矛盾，大大改善了工作池冷却的效果以及玻璃液冷却的均匀性，并且不会对玻璃质量产生任何不利的影响。
发明内容
本发明的目的是提供能够改善工作池中玻璃液冷却的玻璃熔炉及冷却方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种能够改善工作池中玻璃液冷却的玻璃熔炉，具有墙砖、由墙砖围绕限定成的工作池、以及围绕工作池设置的多个烧枪，所述烧枪用于向工作池内喷入空气和天然气的混合气体，其中在工作池胸墙砖的液位线高度以上、比烧枪更靠近液位线的位置，沿工作池胸墙的周边设置了冷却风出口和冷却风入口，工作池胸墙在冷却风出口和冷却风入口之间设有中空的冷却风风道，使得从冷却风入口送入的冷却风经过冷却风风道由冷却风出口作用于工作池胸墙砖液位线高度以上部分的整个火焰空间周围。
根据本发明的另一方面，提供了一种玻璃熔炉工作池中玻璃液的冷却方法，包括在具有墙砖、由墙砖围绕限定成的工作池、以及围绕工作池设置的多个烧枪的玻璃熔炉中，通过烧枪向工作池内喷入空气和天然气的混合气体，并在工作池胸墙砖的液位线高度以上、比烧枪更靠近液位线的位置，通过冷却风风道和沿工作池胸墙的周边设置的冷却风出口将冷却风作用于工作池胸墙砖液位线高度以上部分的整个火焰空间周围。
附图说明
图1为示出现有技术中的常见冷却方法的玻璃池炉的工作池的主视剖视示意图。
图2为示出现有技术中的常见冷却方法地玻璃池炉的工作池的俯视剖视示意图。
图3为示出采用根据本发明的冷却方法的玻璃池炉的工作池的主视剖视示意图。
图4为示出采用根据本发明的冷却方法的玻璃池炉的工作池胸墙的俯视剖视图。
图5为示出采用根据本发明的冷却方法的玻璃池炉的工作池胸墙中冷却风道的A-A放大剖面图。
具体实施方式
图1和图2示出现有技术中采用常规冷却方法的工作池，该工作池由耐火材料砌筑而成，在结构上可分为池底1、池壁2、胸墙3、大碹4等。火焰空间由胸墙3和大碹4围成。在火焰空间内玻璃液的液面位置上方大约300-500mm处沿工作池的周边设有多支烧枪5，通过烧枪向工作池内部2喷入空气和天然气的混合气体。一般情况下，将空气与天然气的比例调节至高于10∶1，这样天然气可以充分燃烧，并且可以通过剩余的空气来冷却玻璃液。如附图1、图2所示，在现有技术中，在玻璃熔炉上方设置了6支烧枪(一般为6支，但也可以有所不同)，通过烧枪向玻璃池炉通入空燃比10∶1-30∶1的空气和天然气的混合气体，将该混合气体的喷入压力设为0.02MPa、将喷入量设为1000-5000Nm³/h。通过检测，玻璃池炉表层靠近烧枪部位的玻璃液温度被冷却至约1000℃，而远离烧枪部位的玻璃液温度仍约在1100-1250℃，经过对通道6玻璃液温度的测量计算可知玻璃池炉下方的主体玻璃液温度仍高至1250-1350℃。由此可见，玻璃池炉工作池内玻璃液的冷却非常不均匀。在生产过程中，当为了提高熔化率而升高出料量时，从熔化池带入工作池的热量会大大增加，这就需要通过大量的空气来冷却，而由于烧枪的数量有限，火焰和冷却风集中在有限的几个位置，就会导致工作池内玻璃液冷却的不均匀性更为严重。由于烧枪是将空气和天然气的混合气体直接吹到玻璃液上，如果将空气与天然气的比例调节得过大，随着冷却风量的不断增大，玻璃液的温差会加剧，而温差的加大更会直接影响玻璃制品的质量。
参照图3、图4，分别示出了采用根据本发明的冷却方法的玻璃池炉的工作池的主视剖视示意图和俯视剖视示意图。除了采用烧枪之外，在工作池胸墙砖3的液位线11高度以上、比烧枪更靠近该液位线的位置，沿工作池胸墙的周边设置了冷却风出口10和冷却风入口9，工作池胸墙砖中设有中空的冷却风风道8，冷却风出口10和冷却风入口9通过该冷却风风道8连通，使得从冷却风入口9送入的强制受控冷却风经过冷却风风道8由冷却风出口10直接有效地作用于工作池胸墙砖液位线高度以上部分的整个火焰空间周围，实现对工作池中玻璃液的强制受控风冷。通过在工作池胸墙砖内设置冷却风风道，同时向工作池内部吹送受控冷却风，大大改善了冷却风的冷却面积，而冷却风出口和入口的设置位置和设置数量可以根据冷却效果的需要来进行设置。
根据本发明，还可以在胸墙砖内的冷却风风道中开设通向工作池的多排较细的小风孔7(图中未全部示出)，通过改变冷却风的风量和风压可以调节冷却效果，从而实现均匀地冷却。在胸墙砖的冷却风风道中设置的小风孔可以为1-3排，优选为3排，如附图5所示。
优选地，采用空气气体作为冷却风介质，可以利用控制系统控制冷却风的风量和风压。本发明所用冷却风的风量100-5000Nm³/h、风压在0.01-0.3MPa之间可以进行连续调整，以调节对工作池内玻璃液的冷却效果。优选地，所用冷却风的风量在100-300Nm³/h、风压在0.05-0.15MPa之间进行调整。
根据本发明，如图3、图4所示，除了如同常规技术中一样在玻璃池炉上方采用了6支烧枪之外，在工作池胸墙砖4的液位线11高度以上、比烧枪更靠近该液位线的位置，沿工作池胸墙的周边设置了1个冷却风出口10和1个冷却风入口9。冷却风出口10和冷却风入口9通过工作池胸墙砖中设置的中空的冷却风风道8连通。从冷却风入口9送入的强制受控冷却风的风量被设定为150Nm³/h、风压被设定为0.1MPa。该冷却风经由冷却风出口直接有效地作用于工作池胸墙砖液位线高度以上部分的整个火焰空间周围，实现对工作池中玻璃液的强制受控风冷。经过检测，玻璃池炉表面的玻璃液温度被均匀冷却至1000℃，而玻璃池炉下方的玻璃液被冷却至1050-1100℃。由此可见，玻璃液冷却的均匀性得以显著的提高，由此大大提高了玻璃液的均匀性，减少了后序工艺的温度调节，降低了搅拌棒的转速，减少了因搅拌而产生的各种玻璃缺陷，提高了玻璃制品的良品率。
对于本领域的普通技术人员而言，可以理解的是，冷却风入口和冷却风出口的位置和数量并不限于图3、图4中所示的情况，可以根据实际生产需要进行冷却风入口和出口的数量添加和位置调整。
通过采用本发明的玻璃熔炉和冷却方法，以简单、安全的风冷方式，就能够显著提高对玻璃液的均匀冷却效果。在保证池炉提高出料量的情况下大大提高了产品的质量，同时还减少了对火焰空间及液位线处的耐火砖的侵蚀，有助于消除玻璃缺陷的产生原因，延长池炉的使用寿命。
此外，采用本发明的玻璃池炉和池炉冷却方法，无需对现有的池炉操作和工艺进行变动，也无需对池炉燃烧系统和硬件系统的配置进行任何变更，投资非常小，且易于实施。