[发明专利]一种玻璃飞行熔化的制造方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种玻璃飞行熔化的制造方法，所述的玻璃制造方法可用于平板玻璃、瓶罐玻璃、玻璃光纤、电子玻璃以及一些特种玻璃的制造生产。

二、背景技术

近年来，世界玻璃工业发展十分快速，玻璃年产量已高达上亿吨。随着科学技术的发展和人们生活水平的日益提高，玻璃及其加工制品应用领域不断扩大，广泛应用于建筑、交通运输、装饰装修、电子信息、太阳能利用及其他新兴工业，在国民经济建设中发挥着至关重要的作用。玻璃工业属于典型的资源、能源高消耗型产业。在玻璃制造过程中，用于玻璃熔化的能耗占整个工业总能耗的75％，能源成本占总成本的30％以上。因此，玻璃熔化是玻璃生产节能降耗环节中的重中之重。至今140多年，众多玻璃生产厂家和科研人员在优化炉窑设计、原料预热、燃料和助燃剂的选择、电炉助熔、负压澄清、延长炉窑寿命等方面做了很多工作，也取得了一定的效果。但总的来说，这些改进没有从根本上改变传统的玻璃熔化工艺，没有推动玻璃工业的大步前进。玻璃生产主要包括熔化和成型两大工艺。目前各种大规模生产用玻璃熔化池窑都是在19世纪60年代德国西门子兄弟研制的蓄热式连续熔化池窑基础上改进的。其生产工艺为：配合好的原料在熔窑的一端成堆加入，主要利用料堆上方燃料燃烧产生的火焰辐射加热，经过高温熔解、澄清、均化等过程形成均匀的、无气泡、无结石的玻璃液，然后再经过成型，退火等工序得到合格玻璃产品。该熔化工艺存在的缺点是：熔制时间长(20-70h)、炉窑热效率低(25％-40％)、单位能耗大(5800-8000kJ/kg玻璃液)、污染重(CO₂、NO_x等烟气和粉尘)。

玻璃熔制过程涉及到一系列复杂的物理、化学、物理化学的现象和反应，其中主要包括硅酸盐的形成、玻璃形成、玻璃液的澄清、均化和冷却五个阶段。传统玻璃熔化工艺能耗高的根本原因在于SiO₂熔解难、熔化时间长、热利用效率低、澄清均质慢。

三、发明内容

本发明为了解决上述问题，其目的在于提供一种玻璃飞行熔化的制造方法。所述玻璃制造方法是将配合好的玻璃原料首先制备成粒度较小的球形颗粒，再从高温火焰中心喷射入熔化池，使原料在飞行瞬间熔融成玻璃液并释放出分解气体，以大幅缩短玻璃制造时间节省能耗降低烟气及粉尘排放。此外，该方法所用的装置将简化现有的炉窑结构，减少设备投资和占地面积。

本发明按以下技术方案实施

图1本发明玻璃飞行熔化窑结构图。

(1)将玻璃原料粉碎至粒度小于200目，按所需的玻璃成分进行称量配比，配合好的物料加入到固液比为1～5的水或乙醇分散剂中，以100-600r/min的速率搅拌混合，然后将混合好的液状物料在150-300℃的温度下制成粒度小于0.5mm的球状颗粒；

(2)将上述得到的球状颗粒在喂料机和传输气流的作用下从玻璃飞行熔化窑喷嘴入口以20g/min～100kg/min的速率喷射进入熔化池内，使配合料里面各种盐类在1800～10000℃的高温热源中分解释放出气体，并使物料在飞翔下降瞬间熔融成玻璃液；

(3)熔融的玻璃液在机械搅拌浆的作用下澄清、均化后进行成型、退火工序以得到合格的玻璃产品。

本技术和现有技术相比具有以下优点

①单颗粒在高温飞行瞬间完成了盐类的分解、硅酸盐和玻璃的形成以及局部均质等反应；

②各种盐类分解所产生的气体不进入玻璃溶液，大大减轻了澄清工序的负担；

③颗粒熔化过程主要采用传导和辐射加热，改变了传统工艺仅靠火焰辐射加热的方式，提高了热传递效率，大幅缩短了玻璃熔化时间，节省了能量消耗，降低了环境污染和运行成本，提高了产能和产品质量；

④方便更换玻璃产品成分和少量化玻璃生产。

所述玻璃飞行熔化窑的结构本申请人已在申请号为200820081589.2的中国专利申请中公开，其包括物料入口1，喷嘴2，熔化池3，高温热源4，辅助热源5，玻璃液排放口7，玻璃液挡板8，初级玻璃液出口9，澄清池10，搅拌浆11，玻璃液出口12。喷嘴2安装在熔化池3的上部中心线位置，辅助热源5安装在熔化池的两侧玻璃液上方位置，玻璃液排放口7位于熔化池的底部，初级玻璃液出口9位于熔化池3和澄清池10之间，搅拌浆11安装在澄清池10的底部，沿澄清池的长度方向均匀分布。图1是本发明玻璃飞行熔化窑结构图。

四、附图说明：