高硼硅玻璃熔制工艺《本厂》第三节
第二章、〖天然气玻璃窑炉的司炉操作〗
在玻璃制品的生产工艺中，熔制玻璃的窑炉是非常重要的热工设备。针对各种不同产品和要求正确合理设计窑炉：
选用符合特定技术要求和质量标准的耐火材料，严格执行窑炉砌筑施工范围，按要求完成烤炉和密封保温工作，以上各点是窑炉正常投产保证窑炉达到技术经济指标和安全生产的重要环节。
在玻璃制品的生产中，为得到合格的产品正确和稳定的窑炉操作十分重要，窑炉重要的运行，参数、温度、液面、等必须操作正确并且稳定，多年的生产实践证明这是至关重要的控制环节，必须认真研究和实施。
本文论述和探讨的是使用天然气玻璃窑炉燃烧火焰组织，以及司炉工操作要点。
第一节：《玻璃窑炉对然烧火焰的要求》
一、 燃烧火焰要求温度高，亮度大。玻璃窑炉在熔制玻璃的过程中，原料获得热量绝大部分是靠火焰辐射传热所提供的，已较为理想的燃油玻璃窑炉为例，热量传递90﹪来自辐射，10﹪依靠对流，而天然气窑炉，由于天然气燃烧速度慢，亮度不够，火焰发飘而有其特点，必须在窑炉结构设计和燃烧喷合理选用上解决，同时在司炉操作中控制和掌握。
在玻璃液的熔制过程中玻璃液的受热与燃烧火焰的温度(T)4成正比，并且与燃烧火焰
辐射传热系数K值成正比。
在窑炉实际生产操作中，因为受窑炉耐火材料安全因素的制约，不能大辐度提高火焰的燃烧温度T。
而只能设法提高火焰辐射传热系数K值，在实验中得知。K值大小与火焰黑度εf成正比，火焰黑度εF高则火焰亮度大。
分析几种燃料燃烧的情况：
发生炉煤气因为含有大量碳粒燃烧时火焰黑度εf达0.7火焰较明亮，重油黑度εf值为0.85，燃烧火焰最为明亮，而天然气在无焰燃烧时εf值为0.2观察火焰时略呈紫色，在有火焰时εf值可达0.6这时火焰比较明亮。
我厂使用的天然气主要成分是甲烷，在燃烧过程中很难形成黑度大的明亮火焰，要想达到理想的火焰状态，必须设法在天然气燃烧过程中尽可能的“增碳”，为此小炉的设计至关重要。
从实验中得知，燃气在喷出口处必须具有促够的温度，并且燃气流与助燃风混合前要有瞬间的缺氧状态，在这样的条件下。部分天然气甲烷分子能裂解形成炭黑，燃烧形成明亮的火焰，大大增强对玻璃液的辐射温度。
二、燃烧火焰要求刚性好，方向性好，同时稳定性高，火焰的刚性其物理意义既是火焰的动能。由动力学公式﹕EV1∕2N2可知﹕由于天然气甲烷密度0.715kg∕Nm3、干燥空气密度1..293kg∕Nm3.煤气(CO)密度1.25kg∕nM3。即甲烷分子量m相对空气煤气(CO)
分子质量小。
因此影响天然气火焰刚性的主要因素，是火焰的速度在天然气，燃气喷的结构中内管为一次风(空气)外管为天然气，一般设计考虑一次风流量约占全部助燃空气总量的5—10﹪一次风使起稳定天然气流股和增加燃气刚性，提高天然气燃烧速度的作用。
在天然气燃烧过程中，所需助燃空气总量与天然气的比例为((10﹕1)：而助燃空气中一次风和二次风的比例为(0.5—1.0)：10由此可见二次风的流速和被预热的温度起关键作用。所以，在天然气燃烧过程中，天然气和助燃空气(一次风和二次风)组成的燃气流股要求流量大，流速高、预热温度高这样的火焰刚性好方向性好。
燃起火焰要求稳定性高，是指燃烧火焰的形状及温度要求稳定，不随时间而变化，在司炉操作中要求窑压稳定，一次风和天然气燃烧压力稳定，二次风量稳定，这些基本条件的满足才能保证燃烧火焰的稳定。
三、 燃烧火焰要求具有一定长度和较大的覆盖面积
研究马蹄焰玻璃窑炉的燃烧情况，燃烧火焰的长度应满足熔化池长度2∕3的要求。
影响火焰长度的因素是助燃空气流，与燃气流的混合速度，以及预热空气的温度，在小炉结构设计中，正确选择二次风和燃气的交会倾角以及确定预热段的长度和结构十分重要，在司炉操作中，喷和一次风的调节也可部分调整火焰的长度，所以，合理的小炉设计和正确的司炉操作才能达到的火焰的技术要求。
对燃烧火焰的另外一个要求是覆盖熔化面积应该足够的大。
火焰的面积大则传热能力强。
但增大火焰面积的同时会使火焰厚度减小，而导致辐射传热能力降低，因此要二者综合予以考虑，理想的情况下，在保证一定的火焰厚度的情况下尽量加大覆面积。火焰的覆盖面积和厚度主要由小炉喷火口宽高比值所确定在小炉的设计中合理确定宽高比十分重要。有经验数据所知比值应控制在1.3~1.5之间为佳。
四、燃烧火焰必须满足燃烧气氛的要求﹕
大多数的玻璃窑炉要求满足火焰的氧化气氛，在实际操作中要求助燃空气略过量，观察火焰明亮而发黑，此时窑炉的燃烧气氛基本为氧化气氛。
第二节《玻璃窑炉对窑压的要求》
一、在窑炉生产中操作中为什么要维持正压？
玻璃在熔制过程中，如果窑内压力处于负压操作状态，则窑外冷空气进入窑内造成以下问题：
⒈ 由于观察孔和加料口处与玻璃液面位置，冷空气的吸入会大大降低液面温度，尤其在加料口更会降低配合料的预熔效果。因此而降低窑炉的熔化率。
⒉ 由于冷空气的吸入，干扰了火焰正常的状态与热点，火焰由此造成的不稳定，会使窑内温度场不稳定，会使玻璃液的熔化带来很大的困难。所以，窑炉的负压操作会极大降低玻璃的熔化效果，并进一步的给澄清均化造成困难，使产品质量下降。
二、 在窑炉操作中为什么要求微正压﹖
虽然正压操作是合理的，但在实际司炉生产中是采取微正压(5pa)。过高的窑压会使玻璃液的澄清困难，并造成窑炉火焰空间耐火材料尤其是硅砖的损坏，这会影响窑炉的使用寿命，长期处于过高炉压的运行状态，会危及窑炉的安全，这点在司炉工操作中必须密切注意。
三、微正压的观察点：
窑炉采用微正压操作，一般以加料后作为观察点。一是加料口的负压对窑炉影响最大，二是加料口的位置易于观察。在司炉实际操作时，应控制在能观察到加料口的废气流有少量的外泄，而且流速缓慢的状态为合适。在窑炉的自控系统中，也广泛采用窑压的显示和控制仪表，实现自动控制能更稳定窑压，提高玻璃的熔化质量。
四、 影响窑压变化的因素和调整操作：
影响要压的因素是窑压的环境气候温度和大气压力，以及窑炉蓄热的阻力状态和烟道的温度，正确操作是根据观察窑压的实际情况，及时调整窑炉烟道总闸板的开启状态，始终窑炉的压力控制在微正压(5pa)的最佳运行状态。
综上所述，天然气玻璃窑炉正常生产，对燃烧火焰组织而言，首先取决于正确合理的小炉结构设计：根据火焰喷出的速度及小炉热负荷来确定喷火口的面积，根据火焰的覆盖面积厚度求确定喷火口宽高比；根据空气和燃气的流速量确定水平通道的结构尺寸。其次合理的喷结构设计安装状态，一次风、二次风助燃空气流量调节合理，窑内压力控制正确。
这样的司炉操作才能使玻璃熔制处于最佳状态，并得到充分的澄清和均化，获得高质量的玻璃产品，同时合理的窑压与熔化温度，使窑压节能并减轻对耐火材料的侵蚀，增大窑炉使用周期寿命，取得很好的经济效益.
第三节《窑炉司炉操作要点》
一、燃烧火焰状态的调整：
窑炉投产运行以后，加料使玻璃液面达到规定的高度，开始调整燃烧火焰的状态。
首先调整窑压，一加料口观察为基准调整总烟道大闸板，使窑压处于理想的微正压(5pa)状态，调整喷使火焰覆盖面积大而稳定。调整过程中及时在工作池上方观察孔判断熔化池火焰状态，燃烧火焰应满足明亮但不透明；贴近液面处的火焰不发卷，不发黑，而且流股平稳火焰尾部能顺利转向，而没有明显的上飘现象。通过蓄热室换向操作，观察调整的状态要稳定一致。
二、 窑炉熔化温度的测量：
一般窑炉为监控熔化温度在窑炉的不同部位设不同的测温装置，通过显示和操作实现控制。
①在加料口进侧设置辐射温度计，测量火焰的温度，此温度测量值因受火焰直接影响有不稳定现象，但应大致稳定在一定的范围内，这一温度值表明火焰的燃烧状态，并影响配合料的熔化效果。
②在窑炉中后部安装另一辐射高温计，测量窑炉中部底层空间的温度，这一温度值应
相对稳定，熔化池的控制温度可以此作为参考，这一温度高低和变化直接影响玻璃液的澄清和均化过程。
在半分隔玻璃窑炉中，这一温度值同时影响工作池的温度对玻璃的均化和产品的质量具有实际意义。
③在窑炉后2∕3碹顶的安装热电偶测量装置，测量窑内空间上部温度，以此作为全窑温度的测量点，此温度因受火焰干扰小，温度较为稳定。实际的结果显示温度值略低于玻璃液面实际温度。另外，这一温度也反映碹顶硅砖的共工作温度，大碹的安全情况以此温度实施检测控制。在实际操作中，调整火焰和设定温度是不允许超出1600℃以免对大碹造成危险的损害。
还应注意的是，若燃烧火焰发飘会影响热电偶的测量情况窑炉控制温度会虚假偏高，并且不稳定这对窑炉的整个工作状况不利，应及时调整窑炉的火焰状态使之符合要求。
三、窑炉熔化温度的设定：
在逐步升温并调整燃烧火焰达到理想状态的过程中，观察加料口配合料的熔化状况，配合料料带应在窑炉横向1∕2左右处熔化。同时在后测温孔用光学高温计实测窑内温度，在半分隔安瓶玻管窑炉中，控制这一温度为1550℃左右同时测量工作池温度不高于1450℃为合适。
在以上调整过程稳定后，观察碹顶热电偶的显示温度，并确定依次作为自控的设定温度参考数值，并投入窑炉自控运行。
总之，天然气玻璃窑炉的操作是在不断观察总结，不断提高过程中掌握的。理论指导实践完善理论，正确的司炉操作，合理的参数确定，使玻璃产品质量的提高，降低燃料的消耗，同时窑炉安全运行并达到设计的炉龄，创造很好的经济效益，这始终是我们努力的目标。