[发明专利]一种用于玻璃纤维熔制的技术

说明书

本发明公开了一种玻璃纤维熔炉以及玻璃纤维熔制方法，所述玻璃纤维熔炉包括熔化池，熔化池两端分别安装有金属换热器和通路，所述通路分为主通路、过渡通路和作业通路三种，本发明熔化池两侧胸墙上设有多对熔化池燃烧器，使燃烧火焰与玻璃生产流正交，使玻璃原料熔化效率得到提高；各通路两侧管壁上设置有多对通路燃烧器，对熔融的玻璃液进行保温，本发明还设置了鼓泡管，工作时向鼓泡管中通入压缩空气来进行池底鼓泡，气泡的上升过程中迅速长大，并搅动四周的玻璃液，强化其均化，同时促进了其澄清，本发明还提供了一种将本发明生产的玻璃液制备成玻璃纤维的方法，使用本发明生产的玻璃液制备得到的玻璃纤维具有优异的性能。

技术领域

本发明涉及玻璃加工领域及设备技术领域，具体涉及一种玻璃纤维熔炉以及玻璃纤维熔制的技术。

背景技术

中国是一个玻璃纤维生产大国，玻璃纤维产品种类与品种相当多，产量也很大，如电子级玻璃纤维纱的产量居世界第一位。电子级玻璃纤维在生产制造过程中均须经过配料、熔制、拉丝、捻线这两大工艺。配料的主要任务是配制合格的玻璃配合料，而熔制是将配合料经过高温加热形成均匀的、无气泡的、并符合拉丝要求的玻璃液。配料是保证熔融玻璃质量的先决条件，而熔制是玻璃纤维生产中的最重要的阶段，因此玻璃纤维的配料与熔制的控制水平直接关系到玻璃纤维的生产成品率、合格率、质量以及燃料消耗，影响企业的经济效益。

玻璃液的熔制是玻璃纤维生产工艺中最重要、最核心的工艺。它的优劣对于绿色环保、节能减排以及玻璃纤维的制造有着很重要的影响，尤其对玻璃纤维的质量和成本的高低有着举足轻重的作用。

目前为了节省能源和降低成本并提高窑炉使用寿命，国内外都在探索更有效的加热方法，例如浸没燃烧、电极加热、侧烧、项烧。

虽然浸没燃烧存在以上优点但是目前仍没有在工业上实现大规模应用，原因在于1、澄清问题：在向玻璃液中喷入燃气和空气混合物时(燃烧产物)，喷嘴的作业条件比较困难，只有混合气体耗量大大超过用空气或蒸汽鼓抱时，熔制才会正常进行。由于玻璃液的激烈鼓泡翻腾，使玻璃液呈泡沫状，自身的微小气体夹杂物显著增多，因此，使玻璃液澄清很困难。2、燃料问题：在熔体中吸留或夹杂的灰泡成分主要是未参加反应的不活泼气体，也就是燃料燃烧过程中释放出的氮，如：用天然气-空气混合气体的浸没燃烧喷嘴所产生的燃烧产物中，含氮量超过70％，而一般的燃烧方法则允许在燃烧产物中的含氮量不超过30％，对于平板玻璃，则最好不超过10％(重量)。因此，这也是气体夹杂物多的主要原因。3、燃烧器问题：由于燃烧器是浸没在熔体中的，其质量、安放位置以及操作控制都比以往要求严格，否则，一旦燃烧发生故障，使玻璃液进人其内固化，则不能继续使用。另外，当玻璃液达到一定深度时，喷嘴的冲力不够，火焰则不进玻璃液，而从旁边耐火材料喷出。缩小喷嘴直径可解决上述问题，但又会造成燃烧热量不足的问题。4、耐火材料问题：由于玻璃液在窑内剧烈翻腾，上部结构空间会被飞溅出来的玻璃液所冲刷，一般的硅砖和铬砖适应不了这种熔窑的需要。当在池底设置多个燃烧喷嘴时，也会削弱耐火材料的强度。另外，如在熔液中燃烧天然气(为供入窑内总量的7-10％)，会使热交换大大加强。过多地提高直接在熔窑中燃烧的天然气量，耐火材料受蚀严重。5、玻璃液粘度、气源压力和流量的波动，对混合气体压力和喷速的影响很大，使其难以长期恒定地保持在玻璃液中燃烧，极易造成脱火或回火现象。6、最为关键的问题是：由于受材料限制，燃烧器(尤其是喷火嘴)极易损耗、寿命较短，而且既无法补偿也难以更换。

而电极加热存在的问题是加热面积有限、电极昂贵且易氧化，需先其它加热方式将玻璃熔化成液体后，才能够通电加热，增加了设备及工艺成本。