全氧燃燒噴槍用噴嘴磚、制作方法及由其構(gòu)成的噴槍和熔窯的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種全氧燃燒噴槍用噴嘴磚、制備方法及由該噴嘴磚構(gòu)成的全氧燃燒噴槍及玻璃熔窯、玻璃及燒制該玻璃的方法。該噴嘴磚因其噴出口具有燃料使用范圍廣(能夠使用天然氣、焦?fàn)t煤氣、重油、煤焦油和石油焦粉)燃燒充分、火焰覆蓋面大、火焰黑度大、NOx生成少、梯度燃燒、并可根據(jù)熔制玻璃種類進(jìn)行氧化還原氣氛調(diào)節(jié)等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此能夠進(jìn)行玻璃熔窯的熔制氣氛調(diào)節(jié)，有利于全氧燃燒及全氧助燃技術(shù)在玻璃熔窯上的推廣和應(yīng)用。
【專利說明】全氧燃燒噴槍用噴嘴磚、制作方法及由其構(gòu)成的噴槍和熔窯

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及玻璃制造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種全氧燃燒噴槍用噴嘴磚、制作方法及由其構(gòu)成的全氧燃燒噴槍、玻璃熔窯、由該玻璃熔窯制成的玻璃及玻璃的燒制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]我國正面臨著日益嚴(yán)峻的能源供應(yīng)短缺和環(huán)境污染防治形勢，玻璃工業(yè)既是能耗大戶，也是NOx等有害氣體排放的大戶，同時(shí)高質(zhì)量優(yōu)質(zhì)浮法玻璃也要求采用更為先進(jìn)的燃燒工藝和玻璃熔制工藝。
[0003]玻璃熔窯的節(jié)能降耗一直是業(yè)內(nèi)關(guān)注的重大課題，隨著能源危機(jī)日益加重，玻璃熔窯對高品質(zhì)能源的過度依賴已經(jīng)制約了玻璃行業(yè)的發(fā)展。在玻璃熔窯燃燒過程中，空氣作為助燃?xì)怏w參與燃燒，但是空氣成分中占78%的氮?dú)馐遣粎⒓尤紵磻?yīng)的，大量的氮?dú)獗粺o謂地加熱后，在高溫下排入大氣，造成大量的熱量損失；另外，氮?dú)庠诟邷叵逻€會(huì)與氧氣反應(yīng)生成氮氧化物N0X，NOx氣體排入大氣層極易形成酸雨造成環(huán)境污染。因此，隨著高科技和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，制造各種低成本、高質(zhì)量的玻璃成為時(shí)代的要求，而全氧燃燒技術(shù)正是解決節(jié)能、環(huán)保和高熔化質(zhì)量問題的有效手段，被譽(yù)為玻璃熔制技術(shù)的第二次革命。
[0004]全氧燃燒技術(shù)，就是把空氣一燃料燃燒系統(tǒng)變?yōu)檠鯕庖蝗剂先紵到y(tǒng)，利用純度為90%?100%的氧氣代替空氣與燃料進(jìn)行燃燒，燃燒產(chǎn)物中只有CO2和H20。全氧燃燒熔窯可節(jié)約燃料，減少NOx排放，降低對環(huán)境的污染，提高玻璃質(zhì)量，提高火焰溫度、熔窯熔化能力及熔窯產(chǎn)量，適當(dāng)降低熔窯建設(shè)費(fèi)用，提高熔窯使用壽命。玻璃熔窯全氧燃燒技術(shù)將為綠色環(huán)保、節(jié)能降耗和生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)玻璃開辟新的途徑。玻璃熔窯采用全氧燃燒技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能30%，提高熔化率10%，NOx排放量從2200mg/Nm3降低到500mg/Nm3，粉塵排放減少80%，SO2排放量減少30%。因此，全氧燃燒熔窯技術(shù)的成熟和推廣應(yīng)用必將為玻璃生產(chǎn)行業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。
[0005]全氧燃燒熔窯采用的燃料主要有天然氣、焦?fàn)t煤氣、重油、煤焦油和石油焦粉等；其中，全氧燃燒噴槍是全氧燃燒熔窯的關(guān)鍵設(shè)備，噴嘴磚又是全氧燃燒噴槍的重要附件之一，它對火焰狀況、溫度分布、傳熱效果、熔窯耐火材料的壽命長短均起著很重要的作用。由于全氧燃燒的溫度高，采用全氧燃燒后，砌筑燃燒熔窯的耐火材料(尤其是全氧燃燒噴嘴磚)會(huì)受到嚴(yán)重的侵蝕(燃燒產(chǎn)物中的H2O會(huì)與熔窯的堿性粉塵等顆粒反應(yīng)生成0Γ，從而加快對熔窯耐火材料的侵蝕)，這樣會(huì)使全氧燃燒熔窯壽命銳減。現(xiàn)有的噴嘴磚的軟化溫度和耐氧氣燃料火焰沖刷性能不能夠滿足全氧燃燒熔窯的長時(shí)間使用要求(一般全氧燃燒熔窯的一個(gè)窯期為10年左右，在此期間噴嘴磚一般是不需要更換的)，很快就被燒損，需要進(jìn)行更換，全氧燃燒熔窯的運(yùn)行費(fèi)用將增加，同時(shí)熔窯的運(yùn)行穩(wěn)定性也降低，熔化玻璃的質(zhì)量也會(huì)隨之降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，提供一種能使燃料燃燒充分的全氧燃燒噴槍用噴嘴磚，所述噴嘴磚呈長方體，中部設(shè)有呈里小外大喇叭口狀的氧氣和燃料的混合通道，所述氧氣和燃料的混合通道的上方、左側(cè)和右側(cè)分別分布有圓柱狀的上氧氣通道、左氧氣通道和右氧氣通道，所述氧氣和燃料的混合通道的下部有一呈圓柱狀或橢圓柱狀的氧氣或氣體燃料通道。
[0007]在所述氧氣和燃料的混合通道及氧氣或氣體燃料通道內(nèi)加設(shè)有用于提供固體或液體燃料的燃料通道，所述燃料通道伸入所述噴嘴磚對應(yīng)的通道內(nèi)，但不貫穿。
[0008]所述固體或液體燃料為重油、煤焦油、石油焦粉等。
[0009]所述上氧氣通道、左氧氣通道、右氧氣通道、氧氣或氣體燃料通道和燃料通道可單獨(dú)或者同時(shí)使用。
[0010]本發(fā)明還有一個(gè)目的在于提供一種上述噴嘴磚的制備方法，將質(zhì)量百分含量為30-36%鋯英石、52-60%氧化鋁和5_18%高嶺土混合，然后干壓成坯，再經(jīng)過煅燒、粉碎、配料、混合、機(jī)壓成型，最后經(jīng)過燒成，得到成品的噴嘴磚；所述配料為按質(zhì)量百分含量，在88-95%煅燒粉碎后混合物中添加5-12%的氧化鉻。
[0011]本發(fā)明還有一目的在于，提供一種能使燃料燃燒充分的全氧燃燒噴槍，包括槍體、連接金屬件及上述噴嘴磚，所述連接金屬件將所述槍體和所述噴嘴磚連接在一起形成所述全氧燃燒噴槍。
[0012]本發(fā)明的另一目的在于提供一種能使燃料燃燒充分的玻璃熔窯，其中的噴槍及噴嘴磚為上述全氧燃燒噴槍及上述全氧燃燒噴槍用噴嘴磚。
[0013]本發(fā)明的再一目的在于提供一種玻璃，是在上述玻璃熔窯中使用上述全氧燃燒噴槍及上述全氧燃燒噴槍用噴嘴磚燒制而成的。
[0014]本發(fā)明的還有一目的在于提供一種燒制上述玻璃的方法，
[0015]當(dāng)所述玻璃需要還原性火焰時(shí)，開啟氧氣和燃料的混合通道和上氧氣通道，或者開通氧氣或氣體燃料通道的氣體燃料和其中的燃料通道；
[0016]當(dāng)所述玻璃需要中性火焰時(shí)，同時(shí)開啟氧氣和燃料的混合通道、左氧氣通道和右氧氣通道；
[0017]當(dāng)所述玻璃需要氧化火焰時(shí)，開啟氧氣和燃料的混合通道、左氧氣通道、右氧氣通道和氧氣或氣體燃料通道；
[0018]當(dāng)所述玻璃為難熔玻璃時(shí)，開啟氧氣和燃料的混合通道、左氧氣通道、右氧氣通道和氧氣或氣體燃料通道，此時(shí)所述氧氣或氣體燃料通道中為氧氣。
[0019]本發(fā)明提供的全氧燃燒噴槍用噴嘴磚在材料上添加了氧化鉻，能夠滿足玻璃熔窯采用全氧燃燒后的使用要求，結(jié)構(gòu)上通過多通道設(shè)計(jì)能夠適用于各類不同用途要求玻璃品種的特點(diǎn)，因其噴出口具有燃料使用范圍廣(能夠使用天然氣、焦?fàn)t煤氣、重油、煤焦油和石油焦粉)、燃燒充分、火焰覆蓋面大、火焰黑度大、NOx生成少、可梯度燃燒、并可根據(jù)熔制玻璃種類進(jìn)行氧化還原氣氛調(diào)節(jié)等一系列優(yōu)點(diǎn)，有利于全氧燃燒及全氧助燃技術(shù)在燃燒熔窯上的推廣和應(yīng)用。由其構(gòu)成的全氧燃燒噴槍噴出的火焰具有低速、低沖量、火焰較長的特點(diǎn)，能夠滿足玻璃熔窯的長期使用要求，具有本發(fā)明全氧燃燒噴槍及噴嘴磚的玻璃熔窯也能夠達(dá)到節(jié)能目標(biāo),并能熔化制出高質(zhì)量的玻璃。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1所示為本發(fā)明全氧燃燒噴槍用噴嘴磚的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ] 圖2所示為圖1的A-A剖面圖；
[0022]圖3所示為圖1的B-B剖面圖；
[0023]圖4所示為圖1的C-C剖面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]燃燒系統(tǒng)的改變，引起了玻璃熔窯結(jié)構(gòu)的變革，全氧燃燒熔窯如同單元窯，取消了蓄熱室、小爐和換火系統(tǒng)，但需要采用優(yōu)質(zhì)的耐火材料。全氧燃燒氧槍位于熔池上部結(jié)構(gòu)的側(cè)墻中，以便橫跨玻璃液表面燃燒；噴槍在窯上布置要合理，根據(jù)分區(qū)供給熔化玻璃所需的熱量，確保窯寬上的溫度均勻性。燃燒產(chǎn)物通過熔窯，在另一端離開熔窯，通過廢氣煙道，進(jìn)入煙囪排放。
[0025]全氧燃燒噴槍和噴嘴磚是擁有全氧燃燒技術(shù)的標(biāo)志之一，同時(shí)全氧燃燒噴槍和噴嘴磚的性能和質(zhì)量決定熔窯是否能夠達(dá)到節(jié)能目標(biāo)和熔化出高質(zhì)量的玻璃的主要指標(biāo)。
[0026]全氧燃燒噴槍由槍體、噴嘴磚和連接金屬件構(gòu)成，連接金屬件將槍體和噴嘴磚連接在一起形成全氧燃燒噴槍。其中，槍體和連接金屬件的材質(zhì)均為耐熱合金，噴嘴磚材質(zhì)為鋯剛玉耐火材料。全氧燃燒噴槍是玻璃熔窯的關(guān)鍵設(shè)備之一，它對火焰狀況、溫度分布、傳熱效果、熔窯耐火材料的壽命長短起著很重要的作用。
[0027]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，更具體地說明本發(fā)明的內(nèi)容，并對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但這些實(shí)施例絕非對本發(fā)明有任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本說明書的啟示下對本發(fā)明實(shí)施例中所作的任何變動(dòng)都將屬于本發(fā)明權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
[0028]本發(fā)明提供的全氧燃燒噴槍用噴嘴磚，結(jié)構(gòu)如圖1-4所示，呈長方體。噴嘴磚的中部設(shè)有氧氣和燃料的混合通道1，該通道呈里小外大的喇叭口狀；在噴嘴磚內(nèi)部的上方、左側(cè)和右側(cè)(也就是氧氣和燃料的混合通道I的上方、左側(cè)和右側(cè))分別分布有圓柱狀的上氧氣通道2、左氧氣通道3和右氧氣通道4 ;噴嘴磚的下部(也就是氧氣和燃料的混合通道I的下方)有一呈圓柱狀或橢圓柱狀的氧氣或氣體燃料通道5 ;若燃料為重油、煤焦油、石油焦粉等固體或液體燃料時(shí)，需要氧氣和燃料的混合通道I及氧氣或氣體燃料通道5中加設(shè)燃料通道6。燃料通道6伸入噴嘴磚對應(yīng)的通道內(nèi)，但不貫穿。
[0029]本發(fā)明的噴嘴磚選用摻雜氧化鉻的燒結(jié)鋯剛玉磚(燒結(jié)AZS磚)，主要優(yōu)點(diǎn)為:力口工難度小，抗熱沖擊性能好，能夠更好地滿足噴嘴磚更換的要求，適用于全氧燃燒噴槍的噴嘴磚，由于噴嘴磚在材質(zhì)上添加了氧化鉻，能夠滿足玻璃熔窯采用全氧燃燒后的使用要求，結(jié)構(gòu)上通過噴出口的多通道設(shè)計(jì)，能夠適用于各類不同用途要求玻璃品種的特點(diǎn)。
[0030]本發(fā)明提供的全氧燃燒噴槍用噴嘴磚能夠進(jìn)行玻璃熔窯的熔制氣氛的調(diào)節(jié)，可根據(jù)實(shí)際情況燒制不同要求的玻璃，其燒制方法為:當(dāng)熔制的玻璃需要還原性火焰時(shí)，開啟氧氣和燃料的混合通道I和上氧氣通道2，這樣火焰上面溫度高，燃燒充分完全，下部為富燃料火焰，這樣能夠保證火焰底部處于還原性狀態(tài)；或者開通氧氣或氣體燃料通道5的氣體燃料和其中的燃料通道6也能達(dá)到上述效果，適合熔制需要還原氣氛的顏色玻璃；當(dāng)熔制的玻璃需要中性火焰時(shí)，同時(shí)開啟氧氣和燃料的混合通道1、左氧氣通道3和右氧氣通道4，氧氣和燃料的混合通道I噴出的富燃料火焰在噴嘴磚中預(yù)燃時(shí)，溫度較低，這樣一方面保護(hù)了全氧燃燒噴槍的連接金屬件和噴嘴磚，另一方面能夠增加火焰的燃燒長度，同時(shí)減少NOx的生成，此時(shí)火焰能夠覆蓋更大的熔窯面積，適用于大型玻璃熔窯；當(dāng)熔制的玻璃需要氧化火焰時(shí)，就需要加強(qiáng)對玻璃液的熱傳遞，此時(shí)開啟氧氣和燃料的混合通道1、左氧氣通道3、右氧氣通道4和氧氣或氣體燃料通道5，其中氧氣或氣體燃料通道5為氧氣時(shí)，底部為富氧火焰，燃燒充分完全，這有助于提高玻璃液表面附近的溫度，底部為富氧火焰黑度大，傳熱效果好，適合熔制難熔玻璃，如高硼硅玻璃和高鋁硅玻璃。以上上氧氣通道2、左氧氣通道3、右氧氣通道4、氧氣或氣體燃料通道5和燃料通道6可根據(jù)不同使用要求單獨(dú)或者同時(shí)使用。
[0031]本發(fā)明提供的噴嘴磚制造工藝過程如下:
[0032]將原料(質(zhì)量百分含量為:30-36%鋯英石、52-60%氧化鋁和5_18%高嶺土)混合均勻，然后干壓成坯，再經(jīng)過煅燒、粉碎(粉碎至粒度為2_左右)、配料(配入氧化鉻，其中，煅燒粉碎后混合物的質(zhì)量百分含量為88-95%，氧化鉻的質(zhì)量百分含量為5-12% )、混合、機(jī)壓成型，最后經(jīng)過燒成，得到成品的噴嘴磚。
[0033]噴嘴磚材料選用摻雜氧化鉻的燒結(jié)鋯剛玉材料，是因?yàn)閾诫s氧化鉻的燒結(jié)鋯剛玉磚的顯微結(jié)構(gòu)特征是細(xì)小的(一般在10 μ m以下)斜鋯石微粒均勻地分散在主晶相莫來石、剛玉以及氧化鉻晶體間，形成致密的結(jié)晶網(wǎng)絡(luò)，含玻璃相極少，它有一定量的氣孔(氣孔率小于20% )，但是沒有液相滲出現(xiàn)象，因此用該材質(zhì)制作成的噴嘴磚加工難度小，抗熱沖擊性能好，能夠更好地滿足噴嘴磚更換的要求，使得全氧燃燒噴槍噴出火焰較軟，低速、低沖量、火焰長，抗熱震性較好。
[0034]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種全氧燃燒噴槍用噴嘴磚，其特征在于，所述噴嘴磚呈長方體，中部設(shè)有呈里小外大喇叭口狀的氧氣和燃料的混合通道，所述氧氣和燃料的混合通道的上方、左側(cè)和右側(cè)分別分布有圓柱狀的上氧氣通道、左氧氣通道和右氧氣通道，所述氧氣和燃料的混合通道的下部有一呈圓柱狀或橢圓柱狀的氧氣或氣體燃料通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述噴嘴磚，其特征在于，在所述氧氣和燃料的混合通道及氧氣或氣體燃料通道內(nèi)加設(shè)有用于提供固體或液體燃料的燃料通道，所述燃料通道伸入所述噴嘴磚對應(yīng)的通道內(nèi)，但不貫穿。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述噴嘴磚，其特征在于，所述固體或液體燃料為重油、煤焦油、石油焦粉等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述噴嘴磚，其特征在于，所述上氧氣通道、左氧氣通道、右氧氣通道、氧氣或氣體燃料通道和燃料通道可單獨(dú)或者同時(shí)使用。
5.權(quán)利要求1-4任一所述噴嘴磚的制備方法,其特征在于,將質(zhì)量百分含量為30-36%鋯英石、52-60%氧化鋁和5-18%高嶺土混合，然后干壓成坯，再經(jīng)過煅燒、粉碎、配料、混合、機(jī)壓成型，最后經(jīng)過燒成，得到成品的噴嘴磚；所述配料為按質(zhì)量百分含量，在88-95%煅燒粉碎后混合物中添加5-12%的氧化鉻。
6.一種全氧燃燒噴槍，包括槍體、連接金屬件及權(quán)利要求1-4任一所述噴嘴磚，所述連接金屬件將所述槍體和所述噴嘴磚連接在一起形成所述全氧燃燒噴槍。
7.一種玻璃熔窯，其特征在于，其中的噴槍及噴嘴磚為權(quán)利要求6所述全氧燃燒噴槍及權(quán)利要求1-4任一所述全氧燃燒噴槍用噴嘴磚。
8.一種玻璃，其特征在于，是在權(quán)利要求7所述玻璃熔窯中使用權(quán)利要求6所述全氧燃燒噴槍及權(quán)利要求1-4任一所述全氧燃燒噴槍用噴嘴磚燒制而成的。
9.一種燒制權(quán)利要求8所述玻璃的方法，其特征在于， 當(dāng)所述玻璃需要還原性火焰時(shí)，開啟氧氣和燃料的混合通道和上氧氣通道，或者開通氧氣或氣體燃料通道的氣體燃料和其中的燃料通道； 當(dāng)所述玻璃需要中性火焰時(shí)，同時(shí)開啟氧氣和燃料的混合通道、左氧氣通道和右氧氣通道； 當(dāng)所述玻璃需要氧化火焰時(shí)，開啟氧氣和燃料的混合通道、左氧氣通道、右氧氣通道和氧氣或氣體燃料通道； 當(dāng)所述玻璃為難熔玻璃時(shí)，開啟氧氣和燃料的混合通道、左氧氣通道、右氧氣通道和氧氣或氣體燃料通道，此時(shí)所述氧氣或氣體燃料通道中為氧氣。
【文檔編號】C03B5/235GK104341088SQ201410648648
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】陳福, 趙恩錄, 黃俏, 續(xù)芯如, 張文玲, 李軍明, 王志平, 馮建業(yè), 張向春 申請人:秦皇島玻璃工業(yè)研究設(shè)計(jì)院