玻璃熔窑小炉部位的结构分布及耐火砖的配置

       小炉的结构对于火焰喷出的方向、速度、空气煤气混合程度和火焰长度有决定影响，空煤气预热温度的高低以及空气过剩系数的多少，决定了火焰的气氛和火焰的燃烧温度，所以小炉结构对于窑内的传热情况及玻璃的熔化过程有重要作用。

　　对烧液体燃料和天然气、焦炉煤气的熔窑来说，小炉结构较为简单，仅有小炉喷出口和水平通道。对烧发生炉煤气的熔窑来说，小炉除有喷出口和水平通道外，还有预燃室、小炉舌头、空气上升道、煤气上升道。

　　(1)喷出口

　　喷出口也叫喷火口(如图1所示)，是向窑内喷出火焰的地方，也是从窑内吸走废气的地方。当空气(和煤气)的流量和火焰的燃烧温度一定时，喷出口截面积的大小就决定了火焰喷入窑内的速度，也影响着火焰的长度。而当喷出口截面积一定时，喷出口的长与高之比决定了火焰对玻璃液面的覆盖面积。

　　火焰速度过大或过小都不利于熔制过程的正常进行。如果速度过大，燃料来不及燃烧完全就延伸到对面小炉内，其至到蓄热室内燃烧，这既不利于窑内玻璃的熔化，也易烧坏对面小炉、蓄热室及格子砖等。同时火焰速度过大会把粉料带入对面小炉内，侵蚀小炉各部位砌体及堵塞格子体。如果火焰速度过小，火焰发飘，软弱无力，则不利于对玻璃液及配合料的传热，而且易烧坏小炉喷出口平碹。为了增加火焰覆盖面积，要求尽摄增加喷出口宽度。喷出口截面积常采用扁平形式，以满足覆盖面积。通常根据窑内温度制度的要求不间，喷出口的宽度有所区別。对7对小炉的熔窑来说，1#、2#、6#小炉宽度一样，"小炉喷出口宽度稍小，7#小炉喷出口最小。

　　图1小炉喷火口结构照片

　　喷出口顶部的碹叫做小炉前平碹；喷出口两侧的墙叫小炉垛(也叫小炉腿)，下面是小炉挂钩砖。由于火焰喷入窑内或窑内高温气体排出均经过喷出口，火焰冲刷和飞料侵蚀造成恶劣的使用环境，所以，喷出口各部位使用氧化法普通浇铸电熔锆刚玉砖砌筑。

　　喷出口与液面的距离一般希望愈小愈好，使火焰贴近液面，对传热有利。一般喷出口底砖与玻璃液面距离为400600mm。

　　(2)预燃室

　　对烧发生炉煤气的熔窑来说，从舌头端部到喷出口外沿处的小炉空间称为预燃室。预热的空气和煤气由舌头碹上、下分别进入后，在舌头前面相遇，互相扩散和互相撞碰而混合，进行一定程度的燃烧，并以一定的角度喷入窑内。为了保证煤气在窑内能完全燃烧，预燃室起到很大的作用，从而预燃室长度(即空、煤气混合燃烧的路程)也反映出混合燃烧的时间，是一个重要的结构指标。

　　对在小炉上通过侧插、顶插或底插喷枪的形式进行燃烧的熔窑来说，小炉内的空间也称为预燃室。

　　对通过小炉底部燃烧液体燃料和天然气的熔窑来说，小炉内的空间称为空气通道。

　　预燃室(或空气通道)是由斜坡碹、小炉侧墙和小炉底板组成。小炉底板由底砖、铸钢板或布置有序的槽钢组成；斜坡碹的横推力由小炉两侧工字钢立柱之间的拉条承担。预燃室的结构对于全窑火焰的组织是一个重要的因素。预燃室的砖砌体与高温火焰接触，所以斜坡碹、侧墙使用33#氧化法普通浇铸电熔锆刚玉砖，小炉底砖使用33#氧化法无缩孔电熔锆刚玉砖。斜坡碹和侧墙从里到外依次用锆质密封料、高铝保温砖和保温涂料进行保温；小炉底从里到外依次用锆质密封料、高铝砖进行保温；再下面有扁水包隔热，以降低检查及更换喷嘴时的操作环境温度。

　　(3)小炉下倾角

　　对烧发生炉煤气的熔窑，小炉斜坡碹与水平面的角度构成了空气流股的下倾角，小炉底板与水平面的角度构成了煤气流股的上倾角。上、下倾角构成了煤气与空气流股相遇的交角。两流股交角愈大，混合愈强烈。由舌头端部到喷出口的出口断面之间的距离为预燃室长度，预燃室愈长，则煤气与空气混合的程度愈高，同时，当空、煤气流量及温度一定时，则其混合程度与空气及煤气水平通道的断面比有关。煤气和空气在预燃室内的混合程度还与煤气接触面积有关，即在相问的空、煤气水平通道断面比的情况下，扁平形式预燃室其流股的混合程度较卨。对于烧发生炉煤气的平板玻璃熔窑来说，小炉预燃室多采用有舌头探出、火焰平稳且较长、火根与火梢温差较小、容易控制及检修方便的“小交角”长预燃室。长预燃室一般空气下倾角为20°26°，煤气上倾角为0°5°，即空、煤气相交角为20°30°。

　　在燃液体和天然气的底烧式小炉结构中，空气通道的斜坡碹下倾角是个重要参数。为了使空气与油雾混合均匀迅速，又使火焰贴近液面，下倾角一般取20°25°。喷嘴允许上倾角为5°12°。小炉底板没有上倾角，一般砌成平面或阶梯式，这样使助燃空气经小炉门进入窑内时尽可能迅速与油雾混合，保证喷嘴附近有足够的空气供逐步扩散的油雾允分燃烧，并使火焰正好掠过玻璃液面。下倾角必须与其他条件相配合，如小炉高宽比、小炉与燃烧器的距离、小炉与液面的高度等，从而选择最为合适的角度。

　　(4)小炉水平通道

　　对燃油和天然气、焦炉煤气的熔窑来说，空气经蓄热室预热，上升到顶部转弯进入小炉水平通道，在斜坡磙的作用下改变气流角度后经喷出口喷入熔窑。小炉水平通道既作为引入预热空气的通道，也作为排出废气的通道。

　　空气经蓄热室上升至水平通道转弯处，流动方向改变后，气流较不稳定，为了稳定气流，所以水平通道要有一定的长度，长度增长有利于气流的稳定。另外，水平通道加长后扩入了小炉下的操作空间，对调整、装拆和维护喷枪带来较大的便利。

　　由于转弯处温度波动较大以及气流对耐火材料有一定的冲刷，所以，此处(蓄热室和斜坡碹之间的后平碹及垛砖)选用较耐侵蚀的33#氧化法普通浇铸电熔锆刚玉砖砌筑。

　　(5)小炉舌头

　　“小炉舌头”仅对烧发生炉煤气的熔窑而言，主要是形成分隔空气和煤气的水平通道。舌头的结构和尺寸是影响空气、煤气混合程度及入窑火焰的另一个重要结构因素。舌头的长短、厚薄和形状对火焰的长短、角度、温度分布及对喷出口的侵蚀情况等都有影响。

　　舌头的长度：在小炉其他尺寸固定后，舌头愈长，空气和煤气相遇点距喷出口愈近。横火焰熔窑要求火焰具杳足够的长度、方向和刚性，一般采用锆刚玉砖的舌头。

　　舌头厚度：当小炉外形尺寸确定以后，舌头厚薄关系到空气和煤气相交点的远近，它影响空、煤气的混合程度和火焰角度。从结构强度考虑，舌头也应有一定厚度，太薄会引起透火现象严重，加剧烧损，一般舌头碹为250mm厚。