一种高黑度且其黑度不衰减的玻璃熔窑大碹的制作方法

本发明涉及一种高黑度且其黑度不衰减的玻璃熔窑大碹，属于高效率热能利用玻璃熔窑的技术领域。

背景技术：

中国是一个玻璃生产大国，平板玻璃产量居世界首位，除了传统古老的平板玻璃、汽车玻璃、仪表玻璃、医用玻璃、光学玻璃、艺术玻璃等特别大量的玻璃工业外，玻璃纤维制品被广泛应用于国民经济的各个领域，如电子(玻璃纤维增强基材)、基础设施(高速公路、桥梁、码头)的大规模的兴建、翻新与重建，建筑(房面防水材料、保暖材料)以及风力发电装备等应用领域，都有十分广泛的应用。

玻璃工业既是传统工业的重要材料，又是发展新兴产业不可缺少的基础材料。

玻璃、玻璃纤维制品是以窑炉为主进行高能耗生产的产业，生产过程需经过熔制工艺，能耗80％以上消耗在熔窑上。玻璃产品质量好坏和企业经济效益高低,与熔窑技术水平直接相关。提高玻璃熔窑的热能利用率，是保证玻璃工业健康发展的重大措施。

成熟的传统玻璃熔窑烟气余热利用技术，在其换向供热过程中的瞬间断火，形成熔窑压力波动和温度波动，干扰玻璃熔化的工艺制度。因此，业内需要一种高黑度且其黑度不衰减的大碹，用来动态克服瞬间断火后患，以利于玻璃产品质量的提高。

中国专利CN104843986A公开了《一种生产安山岩连续纤维火焰窑的节能措施及施工方法》，对大碹迎火面只是“在特种烧结莫来石砖表面喷涂黑体材料”，以喷涂在这层莫来石砖表面上材料具有的黑度，达到提高大碹迎火面的黑度的目的。但是，随着火焰窑生产运行，这层喷涂的黑体涂层会迅速衰减失效。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种高黑度且其黑度不衰减的玻璃熔窑大碹。本发明是在大碹迎火面向里的浅表层炉衬上，制作形成众多的黑体元件，意欲调动黑体元件发挥“增加传热面积、提高大碹黑度并调控辐射能直接射向玻璃熔池”，以加速玻璃粉料熔化速度，实现增产、节能，并且，本发明形成的高黑度不衰减。

本发明的技术方案如下：

一种高黑度且其黑度不衰减的玻璃熔窑大碹，包括大碹主体的迎火面炉衬，其特征在于，在所述迎火面炉衬的浅表层内设置有黑体元件，使所述玻璃熔窑大碹对炉膛中的辐射能以≮0.98的吸收率和发射率分别进行吸收和发射。

根据本发明优选的，所述黑体元件的材质与所述大碹主体的材质相同。

根据本发明优选的，所述黑体元件为具有开口的内圆柱体或内棱柱体，所述开口端朝向玻璃熔窑熔池。

根据本发明优选的，所述黑体元件的设置密度为γ＝120～400个/m²。

根据本发明优选的，所述黑体元件的截面直径Φ14mm～Φ20mm，所述黑体元件的深度尺寸为H＝60mm～120mm。

本发明的技术优势在于：

本发明通过在玻璃熔窑大碹的迎火面炉衬浅表层内设置数以千个甚至数万个黑体元件；所述黑体元件的几何形体为开口指向玻璃熔窑的内圆柱体或内棱柱体。凡配用高黑度且其黑度不衰减的大碹的玻璃熔窑，都将获得如下优异性能：

1、具有超高水平的黑度：ε≧0.98(1500℃)

高黑度且其黑度不衰减的大碹对炉膛中的辐射能以≧0.98的高吸收率和高发射率进行吸收和发射，并能完成对辐射能发射方向的调控，使之直接投射向玻璃熔池的玻璃混合粉料或玻璃液。

玻璃熔窑大碹上的众多黑体元件不断迅速吸收来自燃烧火焰和高温烟气的辐射能，并吸收炉墙辐射和反射的辐射能，其温度不断提高，当其温度高于熔池玻璃混合料后，它就快速将吸收集聚的辐射能向玻璃熔池的被加热物料发射，完成配合料熔化生成玻璃液。由于热能被迅速送达到位，有利于玻璃混合料快速升温、熔化，实现既增产又节能。

2、本发明大幅度增加玻璃熔窑大碹的传热面积，使熔窑炉膛具有超常优秀的炉围伸展度，有效提高对熔池的辐射传热，熔窑的熔化能力提高。

3、本发明对炉膛内的温度波动和压力波动(即温度和压力偏离规范的玻璃熔化工艺制度)具有动态平复功能。

熔窑热工作业制度对产品质量、窑龄、能耗关系极大。多变量的玻璃熔窑的热工作业制度，需要建立在窑内压力稳定的基础上。但是，由于随时受到来自各方面的干扰，窑内热工制度平衡受到破坏。尽管熔制过程计算机达到了窑内热工作业曲线与燃烧系统的闭环控制，仍然因系统不能进行实时校正控制，难以实现熔窑热工作业曲线稳定的最佳保证。

特别是玻璃熔窑的换向供热方式在换向瞬间存在断火现象，致使温度、压力下降，在惯性原理支配下，形成的这种波幅逐渐减小的下降和再升高，却总要经历一段时间，待到波动减小到接近正常值时，下一个换向又发生了。因此，传统的玻璃窑熔化过程中，一直伴随着这种温度和压力的波动。例如，温度波幅可以达到+3℃～－12℃，一次波动延时达8～20分钟之久，这种波动对玻璃质量保证，如杂质、条纹等缺陷的消除造成障碍。

由于本发明高黑度且其黑度不衰减的大碹上的众多黑体元件，随时在进行对炉膛空间辐射能的吸收和发射，使之能及时地、相当程度地缓解换向断火瞬间产生的温度和压力的下降幅度，能够非常出色地平复这种波动，对玻璃液质量保障，十分有利。

4、本发明增强炉膛的保温作用

高黑度且其黑度不衰减的大碹玻璃熔窑一旦投入运行，大碹上的成千甚至上万个黑体元件，随时都在吸收和向熔池发射着辐射能，始终保存着一定数量的热量，使熔窑具有优异的动态保温性能。

高黑度且其黑度不衰减的大碹上众多黑体元件，集合发挥的强大动态辐射能稳定调节功能，无论在能源控制管理，或提高系统控制精度方面，都使熔窑的技术水平跨进了一步。

附图说明

附图1是本发明所述玻璃熔窑大碹的局部剖视图；

附图中，1——玻璃熔窑大碹；2——黑体元件；3——迎火面炉衬的浅表层。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本发明做详细的说明，但不限于此。

实施例1、

一种高黑度且其黑度不衰减的玻璃熔窑大碹1，包括大碹主体的迎火面炉衬，其特征在于，在所述迎火面炉衬的浅表层3内设置有黑体元件2，使所述玻璃熔窑大碹对炉膛中的辐射能以≮0.98的吸收率和发射率分别进行吸收和发射。所述黑体元件为具有开口的内圆柱体或内棱柱体，所述开口端朝向玻璃熔窑熔池。所述黑体元件的设置密度为γ＝120～400个/m²。所述黑体元件的截面直径Φ14mm～Φ20mm，所述黑体元件的深度尺寸为H＝60mm～120mm。

实施例2、

如实施例1所述的一种高黑度且其黑度不衰减的玻璃熔窑大碹，其区别在于，所述黑体元件的材质与所述大碹主体的材质相同。

实施例3、

如实施例1所述的一种高黑度且其黑度不衰减的玻璃熔窑大碹，其区别在于，在所述大碹迎火面炉衬以里的厚度δ＝60mm～120mm浅表层处，设置有数万个黑体元件。

应用例1、

利用实施例1～3所述的一种高黑度且其黑度不衰减的玻璃熔窑大碹进行生产试验：一座日耗2800m³天然气，生产1.8t玻璃纤维球的6.2m²马蹄玻璃窑，采用本发明所述高黑度且其黑度不衰减的玻璃熔窑大碹，在所述迎火面炉衬的浅表层内设置有8000个黑体元件，内圆柱体状的黑体元件的尺寸为Φ22mm×110mm,其开口端朝向玻璃熔窑熔池。设置黑体元件施工完毕后，并以浓度为30％的Al(H₂PO₄)₃溶液喷涂强化，自然晾干，完成烘炉后投产。

经过对生产运行数据的统计，利用本发明所述的玻璃熔窑大碹取得的节能效果如下：

1)节能10％；

2)熔化温度提高了10℃～20℃；

3)对玻璃液的质量没有不良的影响。

应用例2、

利用实施例1～3所述的一种高黑度且其黑度不衰减的玻璃熔窑大碹进行生产试验：以石油焦为燃料的400t/d橫焰平板玻璃池窑，其大碹的尺寸：长25m，直线宽度13m；大碹内衬砖硅96小头尺寸：500mm×225mm×105mm。

以γ＝336个/m²的密度，设置内圆柱体Φ18×100的黑体元件88200个，黑体元件的开口端朝向玻璃熔窑熔池，黑体元件加工完毕，经清洁工作面后，以浓度为30％的Al(H₂PO₄)₃溶液喷涂强化，自然晾干，完成烘炉后投产。

生产运行统计数据表明，利用本发明所述的玻璃熔窑大碹取得的节能效果如下：节能8％。