一种粉料飞行熔化玻璃窑的制作方法

本发明属于玻璃生产技术领域，具体为涉及一种将粉状玻璃原料在飞行状态下进行高温熔化的玻璃窑。

背景技术：

在玻璃生产领域中，将粉状玻璃原料分散在高温气体中熔化生产玻璃，传热传质速度很快，能够降低能耗和生产成本。在申请号为201510989155.7的发明中公开了一种生产玻璃的方法及窑炉，使用该发明可以将粉状玻璃原料在飞行状态下进行高温熔化生产玻璃，这种玻璃窑需要将粉状玻璃原料从玻璃窑的进料口输入炉膛，进料口内壁上经常有熔融物粘结，堵塞进料口，从而影响玻璃原料进料的顺畅。当进料不顺畅时，会降低原料进料量，降低产量，影响窑炉工况的稳定；堵塞严重时无法进料，只能停炉检修，造成很大的经济损失。

技术实现要素：

为解决上述问题，发明人经过仔细研究发现：在玻璃窑的炉膛内，燃料与预热的含氧气体迅速混合燃烧，达到1500℃以上，粉状玻璃原料分散在高温气体中，处于飞行状态，传热传质效率非常高，迅速熔化成液态熔融粉尘；液态熔融粉尘在炉膛内随着高温气体的流动冲刷炉壁并粘附于炉壁上，在重力作用下，液态熔融粉尘向下流到炉膛底部附近的排液口输出。在进料口处，由于炉膛内温度达到1500℃以上，从进料口输入炉膛的粉状玻璃原料会粘在进料口内壁处被加热熔融并粘结在进料口内壁上，这种粘结物越来越多，不断累积，就造成了进料口的堵塞。

为解决上述问题，发明人经过反复研究和实验，获得了一种新的技术方案：

一种粉料飞行熔化玻璃窑，它包括原料输入设备、原料进料管道、进料口、进气口、炉膛、炉壁、出气口、含氧气体输入设备和烟气排出设备；所述进气口与含氧气体输入设备连通，所述出气口与烟气排出设备连通；所述原料进料管道包括出口端和进口端，所述出口端与进料口连通，进口端与原料输入设备连通；所述原料进料管道上设置有吹扫气输入口。

与现有技术相比，吹扫气对进料口内壁起到吹扫作用，避免粉状玻璃原料粘附在进料口内壁上，吹扫气对进料口内壁有冷确作用，可以将进料口内壁的温度降低到低于原料熔融温度，不会形成熔融物粘结，可以避免堵塞。

作为本发明一种粉矿熔融还原玻璃窑的改进，所述原料进料管道上设置的吹扫气输入口连接有吹扫气输入管道；所述吹扫气输入管道上装有阀门。

吹扫气输入管道上装的阀门，可以用来调节吹扫气用量，使吹扫气用量达到比较适当的用量，避免用量过低时不能吹扫干净进料口内壁，也可以避免用量过低时对进料口内壁降温幅度不够而出现进料口内壁温度升高到原料熔融温度以上的情况。为提高炉膛温度，通常需要将含氧气体预热后输入炉膛。吹扫气未经预热，使用量过大的话会降低炉膛温度。吹扫气输入管道上装的阀门，可以用来调节吹扫气用量，避免用量过高时使炉膛温度降低过多的情况。

吹扫气可以使用氮气或空气。使用空气作为吹扫气，比较容易获得，只需要在吹扫气输入口上连接鼓风机即可，使用压缩空气输入也可以。如果将炉膛内的炉压控制为负压状态，在原料进料管道上开个口子也可吸入外界空气作为吹扫气，非常方便。

使用吹扫气能够避免堵塞，但是会降低炉膛温度，为了即不降低炉膛温度，又能避免进料口堵塞，发明人经过反复研究和实验，获得了第二种新的方案：

一种粉料飞行熔化玻璃窑，它包括原料输入设备、原料进料管道、进料口、进气口、炉膛、炉壁、出气口、含氧气体输入设备和烟气排出设备；所述进气口与含氧气体输入设备连通，所述出气口与烟气排出设备连通；所述原料进料管道包括出口端和进口端，所述出口端与进料口连通，进口端与原料输入设备连通；所述进料口上有一个强制进料设备，所述强制进料设备是一个通过机械推力将粉状玻璃原料从原料进料管道内推入进料口的设备。

所述强制进料设备包括推杆、容杆腔、活塞和推动活塞作往复运动的驱动机构；所述容杆腔与原料进料管道的进口端连接，推杆的外径与原料进料管道的内径相适应；活塞的一端连接推杆的尾端，另一端连接驱动机构；所述推杆的顶端到达往复运动的回缩终点位置时退入容杆腔，到达往复运动的推进终点位置时到达进料口；所述推杆的尾端到达往复运动的推进终点位置时位于容杆腔内。

与现有技术相比，由于推杆作往复运动，推动原料进料管道内的粉状玻璃原料通过进料口进入炉膛，进料口内壁上的熔融物会被推杆连续地强行推进炉膛，不会形成积累堵塞。

本发明还可以采用另外一种强制进料设备，它包括一个弹簧状的螺旋叶片和一根被机械驱动旋转的轴；所述螺旋叶片位于原料进料管道内，所述轴位于螺旋叶片的中心线上，轴与螺旋叶片固定连接。

与现有技术相比，由于原料进料管道内由轴带动螺旋叶片旋转，可以推动原料进料管道内的粉状玻璃原料通过进料口进入炉膛，进料口内壁上的熔融物会被螺旋叶片的推力连续地强行推进炉膛，不会形成积累堵塞。

采用强制进料设备虽然能够解决堵塞的问题，而且不需要输入未经预热的吹扫气，以免降低炉膛温度。但是，发明人发现，使用吹扫气的方案，比现有技术玻璃产品的合格率提高了3.6％，比采用上述具有推杆的强制进料设备的方案玻璃产品的合格率提高了5.4％，，比采用上述具有螺旋叶片的强制进料设备的方案玻璃产品的合格率提高了4.2％。

发明人经过仔细研究发现，由于粉状原料具有一定的粘性，现有技术没有向原料进料管道中输入吹扫气，从原料进料管道输入炉膛的粉状原料存在一些粉料结团的情况，这种结团的粉料进入炉膛后，有一些粉料团来不及被炉内高温气流吹散，这些粉料团的表面层就迅速熔融，形成被一层熔融液体包裹的粉料团，这样的粉料团在炉膛内的气流中就更难被吹散了，这种粉料团内部的粉料与外部的高温气流传质传热反应速度很慢，粉料团内部的粉料来不及充分熔化，成为一种未能充分熔融的颗粒排出熔炉，在最终成型的平板玻璃或瓶罐玻璃等产品中，形成了玻璃产品中的夹杂物缺陷，成为一种不合格产品。向正在进料的原料进料管道中输入吹扫气，吹扫气能够在原料进料管道中将粉料团吹散，使进入炉膛的粉料避免结团，可以使粉状玻璃原料更好地分散在炉膛的高温气流中，细微的粉料颗粒与高温气流充分接触，传热传质速度很快，能充分进行熔融反应，形成合格的玻璃液，避免了粉料结团造成的夹杂物缺陷，提高了产品合格率，取得了意想不到的技术效果。采用强制进料设备的方案虽然能够解决堵塞的问题，但两种强制进料设备对粉料都有挤压的作用，会增加粉料结团，特别是具有推杆的强制进料设备，对粉料的挤压作用更大，粉料结团造成的夹杂物缺陷更多，因此，本发明优选使用吹扫气的技术方案。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明粉料飞行熔化玻璃窑及其有益技术效果进行详细说明。

图1为本发明第一实施方式的结构示意图。

图2为本发明第二实施方式的结构示意图。

图3为本发明第三实施方式的结构示意图。

图4示意性地示出图3中由虚线方框表示的区域的细节。

图5示意性地示出图4中强制进料设备工作状态的细节。

图6为本发明第四实施方式的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

参看图1，图1所示为一种粉料飞行熔化玻璃窑，它包括原料输入设备1、原料进料管道2、进料口3、进气口7、炉膛5、炉壁6、出气口4、含氧气体输入设备10和烟气排出设备9；进气口7与含氧气体输入设备10连通，出气口4与烟气排出设备9连通；原料进料管道2包括出口端11和进口端12，出口端11与进料口3连通，进口端12与原料输入设备1连通；原料进料管道2上设置有吹扫气输入口13。

与现有技术相比，由于原料进料管道2上设置了吹扫气输入口13，吹扫气会从原料进料管道2内和粉状玻璃原料一起输入炉膛5，吹扫气对进料口内壁14有冷确作用，可以将进料口内壁14的温度降低到低于原料熔融温度，避免进料口内壁14上粘附的粉状原料熔融粘结；而且吹扫气对进料口内壁14起到吹扫作用，避免粉状玻璃原料粘附在进料口内壁14上。采取上述措施后，进料口3堵塞的问题得到了很好的解决。

实施例2

参看图2，图2所示为一种粉料飞行熔化玻璃窑，其与实施例1的结构基本相同，区别是吹扫气输入口13连接有吹扫气输入管道15；在吹扫气输入管道15上装有阀门16。

实施例3

参看图3、4、5，图3中由虚线方框表示的区域的细节参看图4。图3所示为一种粉料飞行熔化玻璃窑，它包括原料输入设备1、原料进料管道2、进料口3、进气口7、炉膛5、炉壁6、出气口4、含氧气体输入设备10和烟气排出设备9；进气口7与含氧气体输入设备10连通，出气口4与烟气排出设备9连通；原料进料管道2包括出口端11和进口端12，出口端11与进料口3连通，进口端12与原料输入设备1连通；所述进料口3上有一个强制进料设备。

所述强制进料设备包括推杆17、容杆腔18、活塞19和推动活塞19作往复运动的驱动机构20；所述容杆腔18与原料进料管道2的进口端12连接，推杆17的外径与原料进料管道2的内径相适应；所述推杆17包括尾端21和顶端22；活塞19的一端连接推杆17的尾端21，另一端连接驱动机构20；所述推杆17的顶端22到达往复运动的回缩终点位置时退入容杆腔18(如图4所示)，到达往复运动的推进终点位置时到达进料口3(如图5所示)；所述推杆17的尾端21到达往复运动的推进终点位置时位于容杆腔18内(如图5所示)。

上述强制进料设备是一个通过机械推力将粉状玻璃原料从原料进料管道2内推入进料口3的设备，推杆17可以进行连续往复运动，强制推动从进口端12进入原料进料管道2内的粉状玻璃原料进入进料口3；当进料口3的内壁14处有熔融物时，推杆17可以强行将粉状玻璃原料和熔融物一起推进炉膛5，从而避免熔融物粘结堵塞。

实施例4

参看图6，图6所示为一种粉料飞行熔化玻璃窑，它与实施例3基本相同，区别在于实施例4的强制进料设备和实施例3的不同，该强制进料设备包括一个弹簧状的螺旋叶片23和一根被机械驱动旋转的轴24，螺旋叶片23位于原料进料管道2内，轴24位于螺旋叶片23的中心线上，所述轴24与螺旋叶片23固定连接。

所述驱动轴24旋转的机械是电机25，轴24连接电机25。

上述强制进料设备也是一个通过机械推力将粉状玻璃原料从原料进料管道2内推入进料口3的设备，轴24的旋转方向使螺旋叶片23推动粉状玻璃原料向进料口3推进，当进料口3的内壁14处有熔融物时，会被螺旋叶片23强行将粉状玻璃原料和熔融物一起推进炉膛5，可以避免堵塞。

上述实施例中，所述烟气排出设备9通常还包括余热利用设备，用来回收高温废气的热量，所述含氧气体输入设备10通常还包括预热设备，用来预热含氧气体，提高炉膛温度；所述进料口3、进气口7和出气口4分别开设于炉壁6上；原料输入设备1用于将粉状玻璃原料通过进料口3输入炉膛5；原料输入设备1可以采用叶轮喂料机、螺旋喂料机等用于粉状物料给料的设备，也可以使用其它常规设备，只要能将粉状玻璃原料送入原料进料管道2的进口端12即可；所述粉料飞行熔化玻璃窑还包括排液口8，排液口8位于炉膛5的底部或底部附近，粘附在炉壁6上的熔融玻璃液在重力作用下流到排液口8输出；所述炉膛5基本为圆柱状，进气口7位于圆柱状炉膛5的上部并与之相切连接；出气口4位于圆柱状炉膛5较低的一端并与之相切连接；所述进料口3基本位于圆柱状炉膛5的顶部中心。

上述实施例中，所述粉状玻璃原料为粉体状态的常规的玻璃原料。燃料可以采用石油焦粉、天然气、煤气或其他液体燃料，如果采用石油焦粉或气体燃料，可以将石油焦粉或气体燃料混合在粉状玻璃原料中从原料进料管道中输入炉膛，在原料进料管道上开一个气体燃料输入口就可以用来输入气体燃料，非常方便。所述含氧气体可以使用空气，也可以使用富氧空气。

本发明并不局限于上述具体实施方式。根据上述说明书的揭示和教导，本领域技术人员可以对上述实施方式进行适当的变更和修改，也应当落入本发明要求的保护范围。本说明书使用了一些特定术语，这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。