全氧燃烧对玻璃硬度的影响与控制研究

王雨 杨慧

【摘要】全氧燃烧工艺对玻璃硬度具有非常重要的影响，其中本文笔者全氧燃烧的实践，对全氧燃烧与空气燃烧条件下的玻璃含量进行分析对比，进而指出因为OH导致的硬度下降，这是全氧燃烧对玻璃机械加工性能的影响是其最致命的弱点，为此，本文就针对硬度影响因素的机理进行分析，进一步提出了改善玻璃硬度工艺的控制方向。

【关键词】全氧燃烧；玻璃硬度；影响与控制

前言

从本质上说，全氧燃烧技术相比其他的燃烧技术具有明显的优势，可以极大降低各种化学物质的排放，进一步优化环境，节约性能源，同时，还能够逐步增强传热，极大降低玻璃的熔融温度，同时也会降低玻璃成本，进一步提升我国玻璃产品的质量和产量。相比西方的发达国家来说，全氧燃烧技术可以取代传统的技术的发展趋势。全氧燃烧在我国玻璃制造行业还处在停留阶段，作为一项全新的创新技术，在国内外已经得到诸多从业者的认可。但是，全氧燃烧技术在我国只有几座熔窑才在使用这项全新技术。从这些全氧窑的运行实践中我们可以知道，全氧窑的运行实践为我国玻璃技术工作提供了全新的设计以及材料配置和产品质量等各个方面。同时，在实际的生产过程中，我们也应该要能够遇到玻璃硬度和气泡稳定性等工艺特征与空气燃烧条件下产生的明显差异。为此，本文笔者就从我國空气燃烧和全氧燃烧之间的进行比较，同时结合相应的硬度影响因素，提出了全氧的燃烧条件下如何改进玻璃工艺控制方向。

1、全氧燃烧玻璃窑内的气体变化及其影响

总的来说，在玻璃生产的过程中，温度一般是达到1400摄氏度以上，这是由于熔化玻璃需要大量的能量，并且这些大部分能量都是来源与天然气和煤炭等燃料，如果是燃料所需要的氧气由空气提供，这样就会使得玻璃中产生大量的氮氧物和氧化物等一些有害的物质，尤其是在氮气的存在对整个燃烧过程显得毫无用处，相反，在经过高温处理后，蓄热室和烟囱等部位排入大气中，这样就会对玻璃的硬度产生一定的影响。

2、不同燃烧条件下玻璃硬度的对比以及解决措施

经过试验证明，全氧燃烧经过浮法成形，还是使得玻璃中的各种杂质变得更多，从某种方面看，这也就会增加其对玻璃网络结构的断网能力，尤其是二氧化钠含量较高时，玻璃“断网”的作用就会进一步加剧。显然，这就在一定程度上降低玻璃黏度上起着非常重要的作用。从另外一方面来看，由此引起的玻璃硬度在不断下降的同时，对后续的玻璃在机械加工过程中的抗划伤能力产生了不利的影响。

在另外一个角度上看，玻璃的硬度，一方面可以理解为玻璃的抗划伤能力，在抵抗另外一种固体深入其内部却不产生任何损伤的能力，这些都是取决于玻璃中所含的玻璃化学成分和结构，与此同时，这也和玻璃的热历史有着密切的关系。在全氧燃烧玻璃中的各种化学物质是从玻璃结构上来进一步调整玻璃的硬度，那么，只有通过玻璃组份的调整来进一步弥补燃烧的不足。

从以上的情况中，我们可以知道，在不同的燃烧条件下，玻璃硬度是有明显的差别，其中全氧燃烧技术在经过浮法成形之后，可以通过补充氧气或者是减少氧气的补充来对玻璃的硬度进行有效控制，这样也就在某种程度上决定玻璃的硬度系数。更能够在今后的全氧燃烧中注重对氧气摄入量的控制，进而可以对玻璃硬度实现一种可控的程度，才能更好地实现对玻璃产业的健康稳定发展。

3、水蒸气浓度的增加对玻璃熔制性能及其成型的影响

一般来说，当玻璃窑中采用全氧燃烧技术后，可以在相同的温度下大大降低玻璃的黏度，所以，从更为广泛的意义上讲，这就在某种程度上降低玻璃的熔化温度，进一步优化玻璃的生成和成型的工艺。我们都知道，玻璃窑中的火焰空间上的烟气温度是很高的，但是，它所能传热主要是依靠水蒸气和二氧化碳等气体来进行辅助燃烧。这样就能够使得参与辐射的气体成分浓度增加，也就在一定程度上加强了玻璃表面上的辐射，从而提高窑内玻璃热量的传递能力，只有这样才能更好地促进玻璃的成型。

4、如何解决全氧助燃的问题

在当前的氧气和燃料的选择使用上，一般来说，有两种选择的方案，第一，就是在国内运行的浮法窑内都可以安装，尤其是在已经运行的玻璃窑中，可以合理安装小号的窑。第二，可以尽量设计全氧燃烧熔窑，这是由于我国制备氧气的成本一般来说比较高，所以，在选择运用全氧燃烧方案时，可以选择一些可靠性较高的制氧机组，同时，还可以考虑附近是否拥有“液氧气源”，在现有的浮法玻璃公司中的浮法线冷修改中，可以使用全氧燃烧的方案，或者是可以节约用于蓄热室的投资，并且在相当程度上减低系统维修的费用，进而能够提高产品的质量。

5、全氧燃烧技术的发展前景

在当前我国玻璃生产企业中，主要是关注如何来进一步获取全氧燃烧可靠的成套技术和工程的投资规模以及运营成本等，这些所有的技术和运营管理问题都需要持续深入了解，在可以预见的未来，我们可以采用全氧燃烧代替传统的空气蓄热或者是换热式熔窑。并且，随着人们对环境保护的重视，我们就可以更新全氧燃烧的技术。使得全氧燃烧技术得到广泛的运用。

6、结语

从当前我国全氧燃烧技术的发展前景来看，全氧燃烧技术在对玻璃硬度方面具有非常重要的影响。一方面，全氧燃烧可以将各种杂质清除出去，对于玻璃的生产具有明显的优势，尤其是对玻璃的硬度具有非常大的好处。可以使得玻璃抗划伤能力得到增强，并且，全氧燃烧在某种程度上将会促进玻璃行业的稳步发展。

参考文献

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作者简介

王雨：（1985.08）男、民族（满），籍贯（吉林省、伊通县）、2008年毕业于河北建材学院材料工程技术专业，现供职河北视窗玻璃有限公司、职位：槽窑部值班经理，学历：大专，研究方向：材料工程技术，邮编065600。

杨慧现供职：河北视窗玻璃有限公司，学历：大专，研究方向：材料工程技术，邮编：065600。