年產(chǎn)3000噸高硼硅玻璃窯爐的設(shè)計

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1、年產(chǎn)3000噸高硼硅玻璃窯爐的設(shè)計2021年7月1日目錄1.前言12.設(shè)計任務(wù)與原始資料23.窯型選擇23.1全電熔窯的優(yōu)點23.2全電熔窯的缺點44.窯體主要尺寸確定44.1熔化池面積44.2熔化池的長度與寬度54.3熔化池的深度55.電極選擇及插入方式65.1電極尺寸選擇65.2鉬電極的插入方法76.耐火材料選擇及計算76.1可用耐火材料規(guī)格86.2耐火材料的使用87.窯爐電工和熱工計算87.1玻璃熔化熱計算87.2玻璃耗電量97.3玻璃熱效率98.小結(jié)99.參考文獻10年產(chǎn)3000噸高硼硅玻璃窯爐的設(shè)計1.前言1902年，

2、弗爾克（Voelker）獲準了一個基本專利，其內(nèi)容是利用電流通過玻璃配合料產(chǎn)生的熱來熔化玻璃。自那以后，玻璃電熔技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。1979年，據(jù)RusselBurman估計，世界上近半數(shù)的玻璃熔窯都將采用電熔技術(shù)。玻璃電熔窯原理：玻璃電熔是將電流通過電極引入玻璃液中，玻璃液直接通電加熱，通電后兩電極間的玻璃液在交流電的作用下產(chǎn)生電流焦耳熱，從而達到熔化和調(diào)溫的作用。玻璃液之所以具有導(dǎo)電性，主要是因為電荷通過離子發(fā)生遷移。硅酸鹽玻璃具有一個稍無序的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包含硅、氧、玻璃改良劑離子，玻璃改良劑離子是相對自由的，特別是堿金屬離子

3、，它們結(jié)合能力最弱，是電流的載體，在硼硅酸鹽玻璃中，堿金屬離子較少，導(dǎo)電性較差。玻璃電熔技術(shù)是目前國際上最先進的熔制工藝，是玻璃生產(chǎn)企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低能耗，從根本上消除環(huán)境污染的十分有效的途徑。對于15t/d以下的小型玻璃熔窯來說，在電力充足和電價適中的地區(qū)，用電熔工藝來生產(chǎn)各類玻璃制品的綜合經(jīng)濟效益是很理想的；在電價較高的地區(qū)，對于彩色玻璃、乳濁玻璃、硼硅酸鹽玻璃、鉛玻璃、高揮發(fā)組分玻璃或特種玻璃生產(chǎn)也是合算的。過去我國小型電熔窯的應(yīng)用一直進展不大，主要原因有兩條：首先是人們普遍認為電容的價格昂貴，熔制成本高，忽視了電熔可

4、帶來的整體效益；其次，以往引進的國外電熔窯由于包含大量的技術(shù)費用，選材過于講究，因而投資很大，一座融化面積不到2m2、日產(chǎn)量4噸的小型電熔窯，少則二三百萬元，多則近千萬元，對于生產(chǎn)一般玻璃制品來說，是難以接受的，即使引進了也往往因為折舊費用太高而被迫停用。所以我們要設(shè)計的電熔窯，必須以我國的國情為基礎(chǔ)，根據(jù)產(chǎn)品特點確定適當(dāng)?shù)母G齡，著重考慮綜合經(jīng)濟效益，大量采用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)材料，在滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求的前提下，盡量降低電熔窯的造價。以上述規(guī)模的電熔窯為例，包括電極和全套電熔自動控溫裝置在內(nèi)的設(shè)備投資只需約100萬元，每次冷修費用也不過十余

5、萬元，為玻璃全電熔技術(shù)的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了條件。102.設(shè)計任務(wù)與原始資料設(shè)計任務(wù)：年產(chǎn)3000噸高硼硅玻璃電熔窯爐的設(shè)計，年工作日300天原始資料：表1.玻璃配方（重量百分比）SiO2Al2O3CaONa2OB2O380%2.6%0.3%5.1%12%3.窯型選擇根據(jù)資料顯示，在環(huán)保要求嚴格、電價低廉、玻璃熔化困難、玻璃質(zhì)量要求高、生產(chǎn)規(guī)模小時，可考慮全電熔窯。3.1全電熔窯的優(yōu)點（1）沒有廢氣，防止空氣污染。由于沒有火焰窯的燃燒氣體，廠區(qū)外不存在有害煙塵彌散的問題，各種揮發(fā)物都被配合料覆蓋，唯一的揮發(fā)物是二氧化碳，但它不是污染物

6、，況且還能加以回收。（2）降低揮發(fā)性配合料組分的揮發(fā)。氟化物的揮發(fā)量可降低到火焰加熱熔窯的40%左右，氧化鉛的揮發(fā)量可降低到火焰加熱熔窯的10%～20%。由于垂直熔化，在熔化過程中易揮發(fā)組分被凝聚在生料層中，當(dāng)生料熔化時又重新轉(zhuǎn)移到玻璃液中去。表2表明電熔窯使揮發(fā)損耗顯著地減少。（3）玻璃均勻。采用全電熔時，全部玻璃基本上都經(jīng)歷相同的熱歷史，所以供給成型機的玻璃液在成形性能上均勻得多。因此，成型機能工作的很好，使鈉鈣玻璃瓶罐的合格率提高2%～4%，乳白玻璃、硼硅玻璃和鉛玻璃的合格率提高20%以上。表2.采用電熔窯熔化揮發(fā)損耗[%

7、]的減少揮發(fā)組分柴油、燃氣窯爐電熔窯氟60～703鉛100.2硼10～15110（4）降低因結(jié)石造成的產(chǎn)品損失。在鈉鈣玻璃瓶生產(chǎn)的一個窯期中，因結(jié)石缺陷造成的制品廢品率通常僅為0.3%。（5）在節(jié)假日停產(chǎn)后恢復(fù)生產(chǎn)的困難較少。當(dāng)一座燃料加熱的熔窯節(jié)假日停產(chǎn)之后，再恢復(fù)生產(chǎn)，至少要半天左右時間；若是全電熔窯，則僅需半天左右時間。（6）熔窯大修較快。一座電熔窯的大修，在10天的期限內(nèi)（從加碎玻璃烤爐到出玻璃料）可順利地完成。窯頂和胸墻蝕損不大，因為它們暴露在高溫下的時間不長?，F(xiàn)在由于采用較厚的電熔鋯剛玉磚鋪砌池底，所以電熔窯的壽命是

8、令人滿意的。有一座熔制琥珀色玻璃的電熔窯，窯底鋪砌30cm厚的電熔鉻剛玉磚，運轉(zhuǎn)了17年任然狀態(tài)良好。（7）在整個窯期內(nèi)可始終保持滿負荷的出料量。在燃料加熱的熔窯中，保持熱量輸入的能力及玻璃的出料量，往往因燃燒系統(tǒng)惡化而受到限制。在電熔窯中，通過提高電壓來提高電