池底鼓泡技術(shù)是在玻璃熔窯熔化帶與澄清帶之間的池底設(shè)置一排或兩排鼓泡點(diǎn),由此向窯內(nèi)鼓入一定壓力的氣體,在不破壞玻璃液正常對(duì)流的情況下,通過氣泡的上升運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)周圍玻璃液運(yùn)動(dòng),從而促進(jìn)玻璃液的澄清和均化。
鼓泡后,在玻璃熔窯的熱點(diǎn)附近增加了一個(gè)由下而上的環(huán)形液流,見圖1,使熱點(diǎn)所形成的熱對(duì)流得到加強(qiáng),可以有效地?fù)踝∩形慈廴诤玫母≡飨虺吻鍘А馀莸纳仙龓?dòng)周圍玻璃液運(yùn)動(dòng),促進(jìn)玻璃液中氣泡的排除。鼓泡的翻騰攪拌作用提高了池底玻璃液溫度,加強(qiáng)了玻璃液之間的熱交換,能顯著改善玻璃液的化學(xué)均勻性和熱均勻性,提高玻璃制品的均勻度,使產(chǎn)品的氣泡、結(jié)石和條紋等缺陷大為減少。鼓泡還能增加出料量,節(jié)省能源。在各種玻璃制品的生產(chǎn)特別是在茶色、綠色等透熱性較差的顏色玻璃熔制過程中采用鼓泡技術(shù)效果更好。 雖然池底鼓泡具有許多優(yōu)點(diǎn),但如果設(shè)計(jì)或操作不當(dāng),可能會(huì)適得其反,反而會(huì)使玻璃中氣泡等缺陷增多。因此合理設(shè)計(jì)鼓泡裝置、控制鼓泡參數(shù)非常重要。 ①鼓泡點(diǎn)的位置、數(shù)量、距離和排列方式 比較適宜的鼓泡位置是在窯內(nèi)熱點(diǎn)處或熱點(diǎn)后面一點(diǎn),這樣形成的玻璃液回流與熱點(diǎn)形成的回流基本重合,更好地發(fā)揮擋料和攪拌作用,否則會(huì)破壞窯內(nèi)玻璃液的流場,容易產(chǎn)生氣泡和結(jié)石。 鼓泡點(diǎn)的數(shù)量與泡徑的大小、鼓泡點(diǎn)之間距離、窯寬等因素有關(guān)。一般每6~10m2熔化部面積設(shè)置1個(gè)鼓泡點(diǎn)。鼓泡點(diǎn)之間的距離為0.4~0.8m。泡徑越大,鼓泡點(diǎn)的數(shù)量越少,鼓泡點(diǎn)之間的距離越大。為了防止池壁過分損壞,最邊上的鼓泡點(diǎn)與池壁之間的距離不宜小于0.8~1m。 鼓泡點(diǎn)的排列方式與鼓泡點(diǎn)的數(shù)量、熔窯大小有關(guān)。較小的熔窯大多為單行排列,大型窯雙行交錯(cuò)排列。鼓泡點(diǎn)大多直線排列,有時(shí)也可以按照泡界線的形狀排列。 ②鼓泡的方式、速度、大小和壓力 有低壓連續(xù)鼓泡和高壓脈沖鼓泡兩種鼓泡方式。 低壓連續(xù)鼓泡所用壓力與所得氣泡的直徑均較高壓脈沖鼓泡為小,而鼓泡速度較快。鼓泡速度取決于對(duì)玻璃液的攪拌強(qiáng)度,通常為20~40個(gè)/min。 高壓脈沖鼓泡時(shí),鼓泡速度較慢,為2~15個(gè)/min,氣泡直徑約在100~250mm。 鼓泡壓力取決于玻璃液的黏度和深度以及供氣的方法。壓力過大和氣體流量過大時(shí),正常的氣泡狀轉(zhuǎn)為射流狀,玻璃液中除有大氣泡外,還會(huì)出現(xiàn)小氣泡,不利于澄清。低壓連續(xù)鼓泡的鼓泡壓力為0.03~0.05MPa。當(dāng)壓力小于0.02MPa時(shí),鼓泡作業(yè)難以穩(wěn)定并容易“熄滅”。高壓脈沖鼓泡的鼓泡壓力0.2~0.4MPa。為防止在間隔時(shí)間內(nèi)玻璃液倒流入鼓泡嘴,需要維持0.01~0.02MPa的平衡壓力。 由于鼓泡后池底玻璃液溫度明顯升高,噴嘴附近玻璃液流動(dòng)速度加快,特別是使池底的不動(dòng)層玻璃液也參與流動(dòng),因而對(duì)鼓泡點(diǎn)附近池底耐火材料的侵蝕加劇,處理不好,容易造成漏料,縮短窯齡。因此,鼓泡噴嘴應(yīng)該耐高溫、耐侵蝕、強(qiáng)度高、不易氧化。常用的材料有鉑和鉑銠(作噴嘴的頭部)、耐熱鋼、剛玉、二鉬化硅、金屬陶瓷等。鼓泡噴嘴的內(nèi)徑一般在1~3mm,噴嘴上面一般開若干小孔,既便于氣泡形成,又能防止玻璃液倒流進(jìn)入鼓泡噴嘴中。 噴嘴磚要采用抗侵蝕極強(qiáng)的41號(hào)氧化法AZS磚,并且,噴嘴磚前后兩排池底磚應(yīng)高出其他池底磚50~100mm,噴嘴磚又應(yīng)高出前后兩排池底磚50~100mm,形成階梯形狀,見圖2。 鼓泡噴嘴深入玻璃液的程度對(duì)于鼓泡非常重要。深入太多,對(duì)于玻璃液的攪拌作用不夠強(qiáng)烈,且玻璃黏度較小,鼓泡間歇期玻璃液容易倒流進(jìn)噴嘴里;深入太少,對(duì)池底耐火材料的侵蝕太嚴(yán)重,會(huì)影響熔窯壽命。噴嘴一般高出池底200~500mm,并且高出噴嘴磚50~100mm,以防玻璃液流速過快對(duì)鼓泡嘴造成沖刷和引起鼓泡管堵塞現(xiàn)象。 鼓泡氣源一般使用凈化壓縮空氣。無潤滑空氣壓縮機(jī)出來的空氣經(jīng)過冷凍干燥除盡水分,再經(jīng)過粗過濾器、細(xì)過濾器凈化處理。因?yàn)楣呐輫娮煸谡麄€(gè)窯爐周期內(nèi)均在高溫玻璃液中連續(xù)運(yùn)行,凈化不好的空氣中帶有水、油及灰塵等雜質(zhì),將在鼓泡噴嘴細(xì)小的內(nèi)壁上結(jié)垢,會(huì)堵死出氣孔,造成“結(jié)垢堵塞”。供氣壓力要穩(wěn)定,并且要有備用氣源,防止停電等突發(fā)情況。