器皿玻璃間歇式作業窯爐

(1)坩堝窯 坩堝窯是一種間歇式作業的玻璃熔制設備,熔制的5個階段都在同一坩堝

內完成,熔制周期為24h,經常是16h化料,8h工作。二個坩堝窯根據需要設計為6~16個

坩堝,可以分別加入不同組成的配合料,人工成型的顏色器皿玻璃多使用坩堝窯。如圖3-

11所示是10缸位的坩堝窯未完工前的狀態;如圖3-12 所示是坩堝窯處于加料熔化時的

狀態。

隨著環保意識的不斷加強,普通的燒煤的坩堝窯,煤氣發生爐坩堝窯逐漸被淘汰。天然

氣一體坩堝窯從清潔能源上解決了煤污染問題,但坩堝間溫度彼此干擾,必須同時升溫,同

時降溫才好。 現在靈活方便的小型 單體玻璃窯爐被越來越多地使用。

單體的小型玻璃窯爐大大減少了熔化玻璃液對操作工的依賴性,簡化了操作程序,可以

分為單體坩堝窯及日池窯兩大類。

(2)單體坩堝窯 單體坩堝窯采用一個坩堝一套控制裝置的方式,該裝置能夠獨立控

制,根據不同的配合料組成設置其相應的熔化制度,相對于在群體坩堝窯中化出的玻璃液,

質量穩定,玻璃液的利用率得到至少15%以上的提升.單體坩堝窯多熔制光學玻璃,激光

玻璃等,隨著環保的要求以及對料質要求的提高,越來越多的器皿玻璃廠開始采用這種獨立

的單體坩堝窯來熔化顏色玻璃。 同時穩定的熔化溫度制度也利于解決對溫度變化敏感的顏色

玻璃料色不穩定的問題.。單體燃氣開口坩堝爐結構示意如圖3-13所示;單體電坩堝窯結構

示意如圖3-14所示。

電坩堝窯的使用比較普遍,利用硅鉬棒或者硅碳棒圍繞在坩堝的周圍進行加熱,結構簡

單,不需要設立地下煙道,只需在坩堝窯下部預留出漏料時的貯料空間及清理位置,但能耗

明顯高于其他能源形式的坩堝窯。如圖3-15所示是采用硅鉬棒加熱的單體電坩堝窯未裝人

坩堝前的狀態,如圖3-16 所示是裝人開口坩堝尚未封閉的單體電坩堝窯.獨立單體電坩堝

窯中的玻璃液流動較緩慢,熔化時為了加強料液的翻騰,可以采用人工攪料,機械攪料或者

“人工發泡”。所謂“人工發泡”就是利用蘿卜或者土豆等置于坩堝料液的底部,有大量氣體

釋放,從而使料液劇烈翻騰,達到促進玻璃液均化,澄清的目的.

單體坩堝窯升溫降溫彼此不受影響,易于控制,利于生產調節。如圖3-17所示為坩堝

內的熔化溫度曲線.

(3)坩堝 熔化顏色玻璃多采用普通的黏土質坩堝,容積分為55L,65L.90L.100L.

110L,120L等多種規格,坩堝廠家也可以根據客戶需求進行坩堝的特制。普通玻璃廠工人

在操作時,將坩堝內底至坩堝口下部的距離認為是10分,即滿料,粗略地稱1/10距離的料

液即為一分料,當然由于坩堝的底部較窄,上部較寬,上部分的一分料要比坩堝底部的一分

料多。如果想精確計算每一分料的重量,可以通過實體測量或者計算.

坩堝分為開口坩堝與橫口坩堝(即閉口坩堝)兩種。開口坩堝內的玻璃液與火焰直接接

觸,或者電源通過輻射直接加熱,玻璃液溫度較高,熔化玻璃迅速,單位千克玻璃液耗能比

團口坩堝少,同樣的配合料,使用開口坩堝熔化玻璃液質量明顯優于使用閉口坩堝。目前

國外的企業多使用開口坩堝熔化透明玻璃

液,國內一些企業也意識到使用開口坩堝

的益處。 但使用硅鉬棒做加熱元件的電坩

堝窯時,因為原料氟揮發會與加熱元件中

的硅成分發生反應生成氟化硅,迅速侵蝕

加熱元件而使其斷裂,所以電坩堝窯不能

用于含氟量較大的玻璃種類,尤其是以氟

化物做乳濁劑的乳濁玻璃。 換熱式多坩堝

窯常用閉口坩堝,閉口坩堝內玻璃液不與

火焰接觸,是由火焰放熱或者電加熱元件

輻射通過坩堝壁傳遞給玻璃液,玻璃液溫度與火焰溫度相差100'C以上,因而熔化溫度的提

高受到一定限制,熔化速率慢,產量小.但用閉口坩堝時,不受氣氛的影響,適宜熔化某些

還原性顏色玻璃等。如圖3-18所示為開口坩堝外形,如圖3-19 所示為閉口坩堝外形.

閉口坩堝的水平斷面有橢圓形(俗稱長底坩堝)和圓形(俗稱圓底坩堝)兩種,如圖

3-20和圖3-21 所示.長底坩堝可以提高窯底面積的利用率,增大坩堝容量,提高玻璃液利

用率,但制造困難,堅固性較差,兩側下部易開裂。圓底坩堝則反之。 由于操作習慣和長底

坩堝的優點,目前較普遍采用的是長底坩堝.

坩堝不能太高,以保證上下溫差不致過大。坩堝的大小以容量(L)計.。閉口坩堝較大

的為150L,最小的為1L;開口坩堝大的為300L,個別的達500L。

坩堝內熔化的玻璃液不可能全部用于成型,這是因為液面上的臟玻璃液要刮去,未熔化

好的或是與成型黏度不符的玻璃液要挖去,還有二部分玻璃液粘在坩堝壁和留于底部未能利

用以及成型時損失等,所以實際用于成型的玻璃液量較坩堝內熔化好的玻璃液量要少,兩者

之比稱為坩堝內玻璃液的得料率。

坩堝內熔化好的玻璃液量一刮料量一挖料量一留料量一鐵桿頭子料二坩堝口玻璃絲量

得料率一

坩堝內熔化好的玻璃液量。玻璃液的利用率與窯爐結構,坩堝形狀和質量,玻璃質量要求,熔制難易以及操作條件

等因素有關。一般玻璃液的得料率為50%~75%,技術玻璃的玻璃液的得料率為20%~

40%。根據玻璃液的利用率和成型所需的玻璃液量,就可初步確定所用坩堝的大小.

坩堝的原料大半是黏土質,質量較差。造成坩堝損壞的主要問題是穿孔和腰裂.。坩堝壽

命短,更換損壞的坩堝大大加重了勞動強度,而且影響玻璃的產量,質量和產品成本。

制造優質坩堝所用的原料要求較高,除選用優質耐火黏土外,還經常摻加高鋁礬土,蕉

時選用其他材質或在坩堝表面涂上耐蝕層.

現在部分坩堝制造廠家使用機械制造和人工制造相結合的方式,由于閉口坩堝的形狀復

雜,大多數生產廠家仍采用手工制作坩堝,如圖3-22所示。