一種全氧燃燒噴槍用噴嘴磚及由其構成的噴槍和玻璃熔窯的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種全氧燃燒噴槍用噴嘴磚及由其構成的噴槍和玻璃熔窯、由該噴嘴磚構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、焦爐煤氣、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、并可根據熔制玻璃種類進行氧化還原氣氛調節等一系列優點，因此能夠進行玻璃熔窯的熔制氣氛調節，有利于全氧燃燒及全氧助燃技術在玻璃熔窯上的推廣和應用。
【專利說明】一種全氧燃燒噴槍用噴嘴磚及由其構成的噴槍和玻璃熔窯

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及玻璃制造【技術領域】，特別是涉及一種全氧燃燒噴槍用噴嘴磚及由其構成的噴槍和玻璃熔窯。

【背景技術】
[0002]我國正面臨著日益嚴峻的能源供應短缺和環境污染防治形勢，玻璃工業既是能耗大戶，也是NOx等有害氣體排放的大戶，同時高質量優質浮法玻璃也要求采用更為先進的燃燒工藝和玻璃熔制工藝。
[0003]玻璃熔窯的節能降耗一直是業內關注的重大課題，隨著能源危機日益加重，玻璃熔窯對高品質能源的過度依賴已經制約了玻璃行業的發展。在玻璃熔窯燃燒過程中，空氣作為助燃氣體參與燃燒，但是空氣成分中占78%的氮氣是不參加燃燒反應的，大量的氮氣被無謂地加熱后，在高溫下排入大氣，造成大量的熱量損失；另外，氮氣在高溫下還會與氧氣反應生成氮氧化物NOx，NOx氣體排入大氣層極易形成酸雨造成環境污染。因此，隨著高科技和經濟社會的發展，制造各種低成本、高質量的玻璃成為時代的要求，而全氧燃燒技術正是解決節能、環保和高熔化質量問題的有效手段，被譽為玻璃熔制技術的第二次革命。
[0004]全氧燃燒技術，就是把空氣一燃料燃燒系統變為氧氣一燃料燃燒系統，利用純度為90%?100%的氧氣代替空氣與燃料進行燃燒，燃燒產物中只有COjPH20。全氧燃燒熔窯可節約燃料，減少NOx排放，降低對環境的污染，提高玻璃質量，提高火焰溫度、熔窯熔化能力及熔窯產量，適當降低熔窯建設費用，提高熔窯使用壽命。玻璃熔窯全氧燃燒技術將為綠色環保、節能降耗和生產優質玻璃開辟新的途徑。玻璃熔窯采用全氧燃燒技術能夠實現節能30%，提高熔化率10%，放量從2200mg/Nm3降低到500mg/Nm 3，粉塵排放減少80%，SO2排放量減少30%。因此，全氧燃燒熔窯技術的成熟和推廣應用必將為玻璃生產行業帶來可觀的經濟效益及社會效益。
[0005]全氧燃燒熔窯采用的燃料主要有天然氣、焦爐煤氣、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鍵設備，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、恪窖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)會受到嚴重的侵蝕(燃燒產物中的H2O會與熔窯的堿性粉塵等顆粒反應生成0Γ，從而加快對熔窯耐火材料的侵蝕)，這樣會使全氧燃燒熔窯壽命銳減。現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間使用要求(一般全氧燃燒熔窯的一個窯期為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，需要進行更換，全氧燃燒熔窯的運行費用將增加，同時熔窯的運行穩定性也降低，熔化玻璃的質量也會隨之降低。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的是針對現有技術中存在的技術缺陷，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、左側和右側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加設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的通道內，但不貫穿。
[0008]所述固體或液體燃料為重油、煤焦油、石油焦粉。
[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或者同時開閉。
[0010]本實用新型還有一目的在于，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。
[0011]本實用新型的另一目的在于提供一種能使燃料燃燒充分的玻璃熔窯，其中的噴槍為上述全氧燃燒噴槍，所述噴槍用噴嘴磚為上述全氧燃燒噴槍用噴嘴磚。
[0012]本實用新型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，結構上通過多通道設計能夠適用于各類不同用途要求玻璃品種的特點，因其噴出口具有燃料使用范圍廣(能夠使用天然氣、焦爐煤氣、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、并可根據熔制玻璃種類進行氧化還原氣氛調節等一系列優點，有利于全氧燃燒及全氧助燃技術在燃燒熔窯上的推廣和應用。由其構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，能夠滿足玻璃熔窯的長期使用要求，具有本實用新型全氧燃燒噴槍及噴嘴磚的玻璃熔窯也能夠達到節能目標，并能熔化制出高質量的玻璃。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1所示為本實用新型全氧燃燒噴槍用噴嘴磚的結構示意圖；
[0014]圖2所示為圖1的A-A剖面圖；
[0015]圖3所示為圖1的B-B剖面圖；
[0016]圖4所示為圖1的C-C剖面圖。

【具體實施方式】
[0017]燃燒系統的改變，引起了玻璃熔窯結構的變革，全氧燃燒熔窯如同單元窯，取消了蓄熱室、小爐和換火系統，但需要采用優質的耐火材料。全氧燃燒氧槍位于熔池上部結構的側墻中，以便橫跨玻璃液表面燃燒；噴槍在窯上布置要合理，根據分區供給熔化玻璃所需的熱量，確保窯寬上的溫度均勻性。燃燒產物通過熔窯，在另一端離開熔窯，通過廢氣煙道，進入煙囪排放。
[0018]全氧燃燒噴槍和噴嘴磚是擁有全氧燃燒技術的標志之一，同時全氧燃燒噴槍和噴嘴磚的性能和質量決定熔窯是否能夠達到節能目標和熔化出高質量的玻璃的主要指標。
[0019]全氧燃燒噴槍由槍體、噴嘴磚和連接金屬件構成，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均為耐熱合金，噴嘴磚材質為錯剛玉耐火材料O全氧燃燒噴槍是玻璃恪窖的關鍵設備之一，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。
[0020]以下結合附圖和具體實施例，更具體地說明本實用新型的內容，并對本實用新型作進一步闡述，但這些實施例絕非對本實用新型有任何限制。本領域技術人員在本說明書的啟示下對本實用新型實施例中所作的任何變動都將屬于本實用新型權利要求書的范圍內。
[0021]本實用新型提供的全氧燃燒噴槍用噴嘴磚，結構如圖1-4所示，呈長方體。噴嘴磚的中部設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；在噴嘴磚內部的上方、左側和右側(也就是氧氣和燃料的混合通道I的上方、左側和右側)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，需要氧氣和燃料的混合通道I及氧氣或氣體燃料通道5中加設燃料通道6。燃料通道6伸入噴嘴磚對應的通道內，但不貫穿。
[0022]本實用新型的噴嘴磚選用摻雜氧化鉻的燒結鋯剛玉磚(燒結AZS磚)，主要優點為: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，適用于全氧燃燒噴槍的噴嘴磚，由于噴嘴磚在材質上添加了氧化鉻，能夠滿足玻璃熔窯采用全氧燃燒后的使用要求，結構上通過噴出口的多通道設計，能夠適用于各類不同用途要求玻璃品種的特點。
[0023]本實用新型提供的全氧燃燒噴槍用噴嘴磚能夠進行玻璃熔窯的熔制氣氛的調節，可根據實際情況燒制不同要求的玻璃，其燒制方法為:當熔制的玻璃需要還原性火焰時，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；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也能達到上述效果，適合熔制需要還原氣氛的顏色玻璃；當熔制的玻璃需要中性火焰時，同時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燃時，溫度較低，這樣一方面保護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，同時減少NOx的生成，此時火焰能夠覆蓋更大的熔窯面積，適用于大型玻璃熔窯；當熔制的玻璃需要氧化火焰時，就需要加強對玻璃液的熱傳遞，此時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，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可根據不同使用要求單獨或者同時使用。
[0024]本實用新型提供的噴嘴磚制造工藝過程如下:
[0025]將原料(質量百分含量為: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量百分含量為88-95%，氧化絡的質量百分含量為5-12% )、混合、機壓成型，最后經過燒成，得到成品的噴嘴磚。
[0026]噴嘴磚材料選用摻雜氧化鉻的燒結鋯剛玉材料，是因為摻雜氧化鉻的燒結鋯剛玉磚的顯微結構特征是細小的(一般在10 μπι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，形成致密的結晶網絡，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象，因此用該材質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。
[0027]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出的是，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
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、左側和右側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.根據權利要求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加設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的通道內，但不貫穿。
3.根據權利要求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。
4.根據權利要求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或者同時開閉。
5.一種全氧燃燒噴槍，包括槍體、連接金屬件及權利要求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。
6.一種玻璃熔窯，其特征在于，其中的噴槍為權利要求5所述全氧燃燒噴槍，所述噴槍用噴嘴磚為權利要求1-4任一所述全氧燃燒噴槍用噴嘴磚。
【文檔編號】C03B5/42GK204185370SQ201420682990
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月14日 優先權日:2014年11月14日
【發明者】陳福, 趙恩錄, 黃俏, 續芯如, 張文玲, 李軍明, 王志平, 馮建業, 張向春 申請人:秦皇島玻璃工業研究設計院