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玻璃球窑之窑炉的结构和熔制

一、球窑的种类

1.E玻璃球窑

生产E玻璃成分的窑炉被称为E玻璃球窑。适合的窑型有：蓄

热式马蹄焰窑；蓄热式横火焰窑；换热式单元窑。其中单元窑能较好

控制玻璃质量，但在我国玻璃球生产初期，国内缺少高热值燃油及煤

气，燃烧器和金属换热器方面的技术落后，因此实际上单元窑从没有

用于生产玻璃球。横火焰窑生产的玻璃质量相对较好，但因蓄热式横

火焰窑池宽度一般要求大于4mm，以保证燃烧完全和窑炉热效率高。

这样，横火焰窑的熔化面积较大，使制球机半圆型工作池的布置受到

限制，因此这种窑型的使用也很少。但可以认为，随着制球机的改进，

以及能源供给的多样化，采用横火焰窑还是有一定应用前景的。马蹄

焰窑至今仍是国内制造E玻璃球的首选窑型。

2.C玻璃球窑

生产C玻璃成分的窑炉被称为C玻璃球窑，C玻璃球窑也以采

用马蹄形火焰窑为主。过去4台制球机以下的C玻璃球窑曾采用过

双碹窑。应该说单元窑和横火焰窑同样也适用于C玻璃球窑，但由

于如前所述的原因，实际生产中从未采用。

3.电熔球窑

适合于小规模特种成分玻璃球或玻璃块的生产。

二、马蹄焰球窑结构设计

1.结构尺寸

（1）熔化面积。

窑炉的熔化率主要取决于熔化温度，因为中碱和无碱玻璃球窑的

熔制温度比较高，如果进一步提高熔化温度来提高熔化率，会加速对

耐火材料的侵蚀，降低球质和影响炉龄。而采取鼓泡和电助熔技术可

以相应提高中下层玻璃温度，促进玻璃的均化，并且提高熔化率。

（2）熔池长宽比。

长宽比越大，玻璃原料从熔化到澄清的行程也大，这有利于玻璃

质量的控制和提高，而长宽比又受到小炉结构设计、火焰长度及拐弯

要求的限制。采用高热值燃料的球窑池长可达到10mm，所以可选

择较大的长宽比。而采用低热值燃料的球窑应选择较小的长宽比。一

般长宽比选用范围为1.4—2.0。

（3）池深。

池深不仅影响到玻璃液流和池底温度，而且影响玻璃液的物理化

学均匀性以及窑炉的熔化率。一般池底温度在1200—1360℃之间较

为合适。池底温度的提高可使熔化率提高。但池底温度高于1380℃

时，需要提高池底耐火材料的质量及品种，否则则会加速池底的侵蚀

并降低炉龄，且会增加玻璃球的结石含量，这对后道拉丝生产是不利

的，影响池底温度的决定性因素是玻璃的铁含量和玻璃气氛。当Fe

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O含量在0.25—0.3%范围内时，池深800—1200mm的玻璃球窑，

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其垂直温降约为15—30℃/100mm。

（3）工作池。

选择半圆形工作池时，其半径R决定于制球机台数与布置方式。

一般工作池半径小于等于熔化池池宽，工作池深度浅于熔化池池深

300—400mm。

（4）投料池。

为了获得稳定的玻璃质量，一般在池壁两侧设置一对投料池，随

换火操作交替由火根投料。投料池中心线与窑炉池壁的距离主要决定

于小炉喷火口的温度，温度越高距离可缩小。一般其距离可定在0.

8—1.0m。

（5）流液洞。

流液洞的功能是降温和均化。采用沉式流液洞比采用直通式流液

洞温降大。而均化效果受液洞高度影响较大。如高度越小则均化效果

越好。所以设计流液洞宽度一般应大于其高度。在不考虑玻璃回流的

情况下，玻璃流经流液洞的平均速度可取5—20m/h。

（6）胸墙高度。

胸墙高度应根据窑炉容积发热强度来确定，目前容积发热强度设

计值一般取60—200KW/m(相当于50—180*10kcal/N.m），比

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