生产高温玻璃的窑炉
阅读说明：本技术 生产高温玻璃的窑炉 (Kiln for producing high-temperature glass ) 是由 祝思忠 李天国 于 2021-01-06 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种温场均匀、适用于生产高温玻璃的窑炉。生产高温玻璃的窑炉,炉膛底、下侧墙、上侧墙和炉顶组合形成炉膛,所述上侧墙和/或炉顶上设置有至少一支全氧烧枪,所述下侧墙上设置有一对以上的加热电极,所述炉膛的横截面为圆形或趋于圆形。本发明通过将生产玻璃的窑炉的炉膛设计成圆形或趋于圆形的空腔,使窑炉内的温场更均匀,玻璃的内在质量更好；通过全氧燃烧烧嘴的合理设置和加热电极的双重作用,使炉内温度可达1400-1700℃,适于高温玻璃的生产。(The invention provides a kiln which has a uniform temperature field and is suitable for producing high-temperature glass. The furnace for producing the high-temperature glass is characterized in that a hearth bottom, a lower side wall, an upper side wall and a furnace top are combined to form a hearth, at least one total oxygen burning gun is arranged on the upper side wall and/or the furnace top, more than one pair of heating electrodes are arranged on the lower side wall, and the cross section of the hearth is circular or tends to be circular. According to the invention, the hearth of the kiln for producing glass is designed into a round or cavity which tends to be round, so that the temperature field in the kiln is more uniform, and the internal quality of the glass is better; the temperature in the furnace can reach 1400-1700 ℃ through the reasonable arrangement of the oxy-fuel combustion burner and the double action of the heating electrode, and the method is suitable for the production of high-temperature glass.)
技术领域
本发明涉及一种熔制高温玻璃的装置，尤其是涉及一种熔制高温玻璃的全氧燃烧窑炉。
背景技术
高温玻璃具有高熔点、高成型温度的特点，用普通的空气助燃窑炉熔化时，玻璃的缺陷较多，如气泡、结石等，同时也无法保证其成型温度，造成玻璃成型作业困难。现有的玻璃窑炉一般设计为正方体或长方体，其炉内温差不均匀，也不能满足高温玻璃的生产要求；生产玻璃普遍采用连熔窑炉技术，但在生产某些特殊玻璃或研制新产品时通常采用单坩埚窑炉。随着特殊高温玻璃的需求量日益增加，采用单坩埚小批量生产窑炉生产高温玻璃，存在产品规格受限、良品率不高、维修频繁、生产成本高等问题，满足不了国内市场的需求，因此，设计一款适用于熔制高温玻璃的窑炉显得越来越迫切。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种温场均匀、适用于生产高温玻璃的窑炉。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：生产高温玻璃的窑炉，炉膛底、下侧墙、上侧墙和炉顶组合形成炉膛，所述上侧墙和/或炉顶上设置有至少一支全氧烧枪，所述下侧墙上设置有一对以上的加热电极，所述炉膛的横截面为圆形或趋于圆形。
进一步的，所述上侧墙上开有加料口，所述炉顶上开有搅拌器口和排烟口，所述炉膛底上开有出料口。
进一步的，所述炉膛底、下侧墙、上侧墙和炉顶外部均设置有由多层复合保温层制成的保温墙。
进一步的，所述炉膛的横截面为趋于圆形是指横截面为正多边形，优选为正六边形、正八边形或正十边形。
进一步的，所述上侧墙和/或炉顶上设置有2-12支全氧烧枪。
进一步的，所述全氧烧枪向下与上侧墙呈45-90度安装。
进一步的，所述炉膛底、下侧墙、上侧墙和炉顶均采用电熔高锆耐火材料和/或电熔锆刚玉耐火材料制成。
进一步的，所述炉顶为拱形结构。
进一步的，所述保温墙由重质耐火材料和/或2-3层轻质耐火砖和/或1-2层纤维制品制成。
进一步的，所述下侧墙设置有1-5对加热电极。
本发明的有益效果是：通过将生产玻璃的窑炉的炉膛设计成圆形或趋于圆形的空腔，使窑炉内的温场更均匀，玻璃的内在质量更好；通过全氧燃烧烧嘴的合理设置和加热电极的双重作用，使炉内温度可达1400-1700℃，适于高温玻璃的生产。
附图说明
图1是本发明窑炉的主视图的剖视图。
图2是本发明窑炉的第一种炉膛的横截面示意图。
图3是本发明窑炉的第二种炉膛的横截面示意图。
图4是本发明窑炉的第三种炉膛的横截面示意图。
具体实施方式
如图1-4所示，本发明的生产高温玻璃的窑炉包括炉膛底1、下侧墙2、上侧墙4和炉顶6，且炉膛底1、下侧墙2、上侧墙4和炉顶6组合在一起形成炉膛8，所述炉膛8的横截面(与炉膛底1平行的截面)为圆形或趋于圆形，所述上侧墙4和/或炉顶6上设置有至少一支全氧烧枪5。
当炉膛8的横截面呈正方形或长方形时，炉内温场存在局部温度高、局部温度低的情况，如炉角位置的温度会偏低，导致窑炉内温场不均，在熔化玻璃的过程中，各部位的玻璃液温度也不一致，从而使玻璃出现条纹和气泡等质量问题。本发明通过将炉膛8的横截面设计成圆形或趋于圆形，能较大程度地缩小各部位的温差，越是趋近于圆形，越能使窑炉内温场均匀，但在实际生产过程中，考虑到窑炉的整体设计和成本控制等因素，将将炉膛8的横截面设计为正多边形,优选将炉膛8的横截面设计为正六边形、正八边形或正十边形，如图2、图3和图4所示。
炉膛底1、下侧墙2、上侧墙4和炉顶6外部均设置有由多层复合保温层制成的保温墙7，可以有效降低生产过程中窑内温度的流失，保证温度的升高和保持温度。保温墙7由重质耐火材料和/或2-3层轻质耐火砖和/或1-2层纤维制品制成。
由于本发明窑炉用于生产高温玻璃，所以炉膛底1、下侧墙2、上侧墙4和炉顶6均采用耐高温耐腐蚀的材料制成，一般情况下采用电熔锆刚玉材料，但在全氧燃烧和电极加热的共同作用下，锆刚玉的腐蚀速度也较快，因此发明人综合考虑修炉时间、修炉材料、人工成本等因素后，采用电熔高锆耐火材料制作炉膛底1、下侧墙2、上侧墙4和炉顶6，或采用电熔高锆耐火材料与电熔锆刚玉材料混合制作炉膛底1、下侧墙2、上侧墙4和炉顶6，可有效节约生产成本。
熔制高温玻璃需要持续稳定的高温，采用全氧燃烧不仅可以提高燃烧效率增加热值，而且可以改变玻璃液的气氛环境。在上侧墙4和/或炉顶6上设置至少一支全氧烧枪5，通过热辐射的方式对玻璃原料进行加热，为使温度更高和温场更均匀，优选设置2-12支全氧烧枪5，更优选设置2-8支全氧烧枪5，且均匀分布在窑炉上侧墙4和/或炉顶6上。通常情况下，热辐射方式熔化玻璃都是采用将燃烧烧枪5与侧墙呈90度设置，火焰直接对准侧壁，不仅热利用率低，而且对侧壁的腐蚀也十分严重。本发明中将全氧烧枪5向下与上侧墙4呈45-90度安装，优选为50-89度安装，更优选为60-88度安装，进一步优选为65-88度安装，如图1所示。本发明中全氧烧枪5所产生的火焰对所要熔化的玻璃液有一定的热对流，由于火焰的高温区与玻璃液接触或距离较近，所以玻璃的熔化不仅能吸收火焰的辐射加热，还能吸收火焰带来的对流加热，大大提高了热效率，对节约能源非常有利；另外由于全氧烧枪5设置角度及其火焰长度合理，火焰高温区远离上侧墙4，减小了对窑炉的腐蚀。无论全氧烧枪5设置在上侧墙4还是炉顶6上，或是上侧墙4和炉顶6都设置时，全氧烧枪5仍按上述角度设置。
本发明窑炉中，下侧墙2上设置有加热电极3。由于本发明窑炉用于高温玻璃的熔制，若采用锡电极，则很容易在使用过程中使锡电极因高温腐蚀脱落，进入玻璃液，使玻璃中出现结石等内在质量问题，因此本发明中加热电极3优选采用钼电极或铂金电极。为使窑炉内玻璃液的温场均匀，优选设置1-5对加热电极，更优选设置1-4对加热电极。
本发明窑炉中，上侧墙4上开有加料口12，用于玻璃原料的加入；炉膛底1上开有出料口11，用于玻璃液的排出；炉顶6上开有排烟口10，用于玻璃熔化过程中产生的烟气及粉尘的排出。生产高温玻璃时，采用鼓泡的方式均化玻璃非常困难，本发明中，炉顶6上开有搅拌器口9，用于搅拌器的安装和升降，在玻璃生产过程中通过搅拌的方式实现玻璃的均化。炉顶6可采用多种形式设计，如平顶式、曲面式，本发明中，炉顶6优选采用拱形结构，在高温条件下，坚固耐用。
采用本发明窑炉生产高温玻璃，全氧烧枪5设置在上侧墙4和/或炉顶6上，加热电极3设置在下侧墙2上，下侧墙2位于玻璃液区域，上侧墙4是火焰空间，由于加热电极3在数量、设置位置等方面的合理选择，且加热电极3可直接加热玻璃液，全氧烧枪5在数量、设置角度及其火焰长度等方面的合理选择，两者相结合，可以有效使炉膛8内温度快速升至并保持1400-1700℃，炉内温场更均匀，且本发明窑炉经久耐用，可生产各种规格和品种的高温玻璃。
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