浮法玻璃熔窑近50年的发展情况及设计要点-耐火材料行业知识-耐火砖高铝砖刚玉砖浇注料河南耐火材料厂-宏泰耐材

近50年国内玻璃熔窑概况

在1980年以前，国内玻璃熔窑的基本情况是：熔窑吨位小、最大吨位300t/d(九机窑)，最大熔化部池宽只有9m左右，蓄热室格子体高度一般为5~6m;燃料以发生炉煤气为主，单位能耗高，普遍超过2000kcal/kg玻璃(1kcal=4.1868kJ);砌筑玻璃熔窑所用的耐火材料质量差，耐高温、耐冲刷、抗侵蚀性能都比较弱;窑龄短，一般不超过3年。随着玻璃制品需求量的不断增加，特别是国内房地产行业开始起步发展，推动了平板玻璃工业的快速发展。设计建造大吨位、低能耗、生产高质量浮法玻璃的任务迫在眉睫。

在1980年之后的10年间，国内开始自行设计建造了洛阳、太原、秦皇岛、沈阳四座500t/d级的浮法玻璃熔窑。熔化部池宽10m左右，蓄热室格子体加高到8m左右，燃料开始采用重油或焦炉煤气。这几座熔窑的建成投产，标志着国内的玻璃熔窑设计水平已经有了长足的进步，但与国外先进水平相比还有很大差距。由于当时的条件，这四座浮法玻璃熔窑不同程度地存在一些问题，熔化区池宽基本合适，但池长有余，小炉对数过多，熔化率太低，单位能耗高，熔化能力不能达标，玻璃质量一般。

虽然有许多不足之处，但与1980年之前相比，这10年间国内浮法玻璃熔窑技术还是有了比较大的进步。从窑形主体尺寸、熔化率、能耗指标等数据的确定，投料口结构的改进，前脸L形吊墙、卡脖吊墙的应用，到窑体各部位耐火材料的选配，都积累了比较多的经验，80年代以前延续了多年的一些老传统落后做法已不再延用。

引进国外浮法玻璃熔窑先进技术

1990年，由当时的国家建材局牵头，秦皇岛、蚌埠、杭州三个玻璃设计院参加，引进了美国托莱多公司(TECO)浮法玻璃熔窑技术，首先应用于内蒙古通辽玻璃厂的浮法玻璃熔窑改造，将原250t/d小型浮法熔窑改造成了400t/d中型浮法熔窑，于1992年建成投产。经考核：熔化能力、熔化率、单位能耗和玻璃质量全部达标。

通过这次浮法熔窑技术引进，使国内的玻璃熔窑设计水平上了一个较大台阶：从熔窑各部位工艺参数的设计、各部位耐火材料的选配、关键部位窑体结构的构造做法、窑体钢结构设计、窑体不同部位砖结构砌筑特点和要求、烤窑升温曲线控制以及浮法玻璃熔窑的自动控制系统等，都比较接近或达到了国外先进水平。此次玻璃熔窑技术引进是很成功的，基本实现了与国外浮法玻璃熔窑技术的接轨，为后来国内浮法玻璃工业的迅猛发展奠定了良好的基础。

耀华500t/d浮法玻璃熔窑

通辽400t/d浮法玻璃熔窑投产后，在玻璃市场行情的推动下，国内设计建造了一大批400~500t/d级的浮法线。以秦皇岛耀华国投线500t/d浮法线为代表，当时定名为“秦皇岛耀华500t/d浮法玻璃示范线”，后来改称为“国投线”。由当时国内的三大玻璃工业设计院分别设计熔窑、锡槽、退火窑，秦皇岛院负责熔窑设计。

耀华500t/d浮法示范线熔窑1996年4月建成投产，熔化能力、熔化率、单位能耗等各项经济技术指标很快全面达到了设计指标要求，浮法玻璃质量属全国一流。2008年，因北京奥运会要求大气环境达标而停止运行了华北地区多座玻璃熔窑，秦皇岛耀华国投线500t/d熔窑也在停窑之列，至此，该熔窑连续运行了12年多，是迄今为止国内自行设计的浮法玻璃熔窑运行寿命最长的熔窑。

特大吨位浮法玻璃熔窑

上世纪末以前国外的浮法玻璃熔窑技术基本情况：①熔化能力为400~800t/d,②玻璃熔窑热效率为35%~55%,③普通钠钙硅原料玻璃的理论熔化热量638~748kcal/kg玻璃,④生产中的单位能耗为5300~8500kJ(1260-2020kcal)/kg玻璃，⑤融化钠钙玻璃的熔化率一般是2~3t/(m²·d),⑥小炉对数为5~6对，⑦格子体高度一般为8m左右，⑧助燃空气预热温度为1100-1200℃,排出废气温度为500-700℃。

从21世纪初开始，随着国内房地产业和汽车工业的快速发展，推动了浮法玻璃生产线的规模逐步向更大发展。国内开始设计更大吨位的浮法玻璃熔窑，先是从900t/d起步，后来逐步到1000t/d、1100t/d,现在最大的已经达到1200t/d、1300t/d了。到2019年末为止，初步统计国内已设计建造了大约20余座特大吨位浮法玻璃熔窑。可以把它们统称为“千吨级特大型浮法玻璃熔窑”。

浮法玻璃熔窑的吨位趋势

浮法玻璃工业化生产以来，全世界建成的不同吨位浮法玻璃熔窑有600~700座，国内占50%左右。国外正在运行的浮法玻璃熔窑多为500-800t/d的吨位。在多年前国外曾有907t/d浮法玻璃熔窑的记载，还有研究千吨级浮法玻璃熔窑方案的国家。近年来只有圣戈班公司建有900t/d浮法玻璃生产线及其熔窑，另外也有几个国外玻璃厂家采用了中国设计的千吨级的浮法玻璃生产线及其熔窑。

2019年，在北京国际玻璃展览会上，有外国专业公司介绍曾做过900t/d浮法玻璃熔窑的初步设计方案(被称之为“模板”)，但还没有国外玻璃厂家接手准备实施。根据这些情况可以认为：在浮法玻璃熔窑技术没有重大突破的情况下，今后一段时期国内、国外还都将以500~800t/d为主。

统筹考虑：建窑投资、建设用地、大碹的安全性、生产中的灵活性、故障的牵连影响性、单位能耗指标、玻璃质量的稳定性、大吨位浮法玻璃熔窑技术的成熟性、综合经济效益等等，特大吨位浮法玻璃熔窑目前并没有显现出来有明显优势。

浮法玻璃熔窑合理设计的10点建议

①浮法玻璃熔窑熔化区池长L与池宽B之比值K,应为K=L/B≈2;

②浮法玻璃熔窑的熔化区池宽尺寸应≤15m;池长尺寸应≤30m;

③小炉中心线间距尺寸应≤3800mm;

④全窑的窑体结构散热量与窑体砖结构耐火材料重量成近似正比的关系;

⑤浮法玻璃熔窑的“标定熔化率”表达式为q=2+P/1000(P为熔化能力);

⑥熔化率与单位能耗之间有反向递进关系，熔化率越低单位能耗越高;

⑦熔化区玻璃液面热强度与炉膛容积热负荷是玻璃熔窑的两项重要技术指标;

⑧浮法玻璃熔窑主体燃烧系统产热功能足够强大，要少用或不用辅助燃烧装置;

⑨有些熔窑怎么烧熔化能力也不达标的原因，是多烧的燃料热随排出废气跑掉了;