玻璃熔制强制均化方法：

机械搅拌、池底鼓泡、辅助电熔、全氧燃烧

玻璃液的均化过程是通过不同组分的熔体之间互相扩散、溶解、玻璃液中气泡上升翻腾和玻璃液的对流等来实现的。主要是靠分子扩散运动使熔体中含某组分较多的部分向该组分较少的部分运动，从而消除玻璃中的条纹，促使玻璃液在化学组成上达到均匀一致。

01、机械搅拌

由于在黏滞介质内进行扩散特别缓慢，需要经过较长的过程，而且均化质量效率也往往不高。为了加速均化过程，可采用提高温度、降低黏度来增大扩散系数以及采用机械搅拌等办法。搅拌的作用是把玻璃液内的不均匀区域和粗条纹不断地分割成为很细而短的条纹， 使其接触面增大， 以利于玻璃液与条纹间相互溶解扩散，从而使条纹逐渐消失或减少。

很早以来，机械搅拌就用于坩埚熔制光学玻璃的作业，使玻璃液达到光学上的高度均匀。近年来池窑的熔化率越来越高，机械成形速度越来越快，对玻璃液充分均化和温度均匀有更高的要求，机械搅拌作业已发展应用于池窑上来。

通常坩埚中的搅拌器有桨叶式、指形和曲拐式等多种。桨叶式搅拌器的搅拌操作，通过模型实验观察，模拟液形成条纹的运动情况如图1所示。搅拌器转动时，一方面将底部带有 条纹的玻璃液抽吸使之向上运动，另一方面，利用桨叶对上升液体产生的离心力，将条纹拉长和切断并挤向容器壁四周，与容器壁碰撞后分上下两环流，分别回至搅拌器中心，形成一个闭合循环运动。

图1模拟液体流动图

02、池底鼓泡

现代玻璃池窑熔化率大大提高，虽然在提高窑温的情况下，配合料的熔化速度相应加快了，但是玻璃液面的生产流大大加强，使部分尚未熔化澄清好的玻璃液容易混入生产流被带到作业部，这就破坏了池内玻璃液的正常对流，减弱了液流的热循环，从而限制了热交换作用， 缩短了玻璃液在熔化区的熔化时间，致使玻璃液的化学均匀性和温度均匀性降低。同时现代池窑的窑墙、池壁、碹顶等都设有保温措施，使热损失减少。但池壁保温后，熔化池底部玻璃液温度提高，玻璃液的温度差减少，致使对流减弱。在解决上述问题的各种措施中，最简单、经济而有效的方法，就是池底鼓泡澄清技术，这是一种先进而可靠的熔制工艺。

采用合理控制的方法，向正在熔化澄清的玻璃液中鼓入气体，可促进玻璃液的澄清和均化。这种鼓泡工艺具有自由选择气体、鼓泡部位、鼓泡时间和作用周期等优点。玻璃液中气泡内的压力相当于气泡上液柱的压力、大气压力及气体、玻璃液界面间的表面张力的总和。由表面张力引起的压力，在细小的气泡中很大，而在稍大的气泡中则极小，可以忽略不计。因此溶解于玻璃液中的气体，常常扩散到较大的气泡中，使之增大。应用喷嘴向玻璃液鼓入相当大的气泡，是容易实现的。同时气泡的表面积大，亦即扩大了扩散面积，可加速扩散过程。

气泡中所含的气体种类越多，则每种气体的分压越小，从而吸收玻璃液中溶解气体的能力越强，气体的排除就较容易。若从外部鼓入与玻璃液本身所产生的气体种类不同的气体，可达到很好的效果。

璃熔窑鼓泡

璃熔窑鼓泡是玻璃熔化过程中一种强制性的助熔措施，由于鼓泡技术比较经济、安全和易于操作而被广泛地应用于各种玻璃熔窑。

1、鼓泡的作用

(1)整体上改善并强化了池窑玻璃液的对流循环体系(大环流) ，促进了玻璃熔制所必需的热能传递、交换与吸收，加速了玻璃熔化，提高了火焰空间辐射热能的利用率。

(2)在鼓泡区局部形成气动搅拌，产生强制玻璃液上中下各层间混合的局部环形对流，使玻璃形成各组分之间的反应、扩散、融合更趋充分，速度加快。

(3)玻璃液大环流的强化与局部环流的建立，缩小了液面层与底层玻璃液之间的温度差（降低了温度梯度），提高了整体玻璃液的温度，使澄清区玻璃液黏度显著降低、供料道玻璃液温度大幅度提高。

(4)每组鼓泡呈“一”字形横向排列，在玻璃液横断面形成一道气幕屏障，有效阻挡了配合料堆的分散前移(防止跑料)，玻璃液质量更趋稳定。

(5)鼓入压缩空气，使玻璃液局部氧化性增强。

2、鼓泡技术工艺

鼓泡不是玻璃熔制所需的热源，而是有效辅助玻璃高温熔制的一种强化手段，它与窑炉结构、温度制度、火焰状况、配方特性、加料状况、质量要求、操作水平等共同构成了池窑熔化工艺的整体，换言之，它是池窑熔化工艺不可分割的一部分。因此鼓泡的运行和调整必须与其它工艺条件有机结合。生产中发现一个产品出现质量问题，往往是各工艺条件共同作用的结果，单独依靠鼓泡解决不了问题。

2.1 鼓泡与熔化工艺

在此特别提醒注意，玻璃窑炉即便是其它条件相同，有鼓泡的池窑与无鼓泡的池窑在熔化工艺制度上存在着较大区别。

熔化温度: 在增大出料量或解决熔化质量问题当中，没有鼓泡的池窑往往靠提高熔化温度就可以做到，有鼓泡的池窑则强调炉温、火焰与鼓泡的配合。一般说熔化温度制度应以将玻璃液热点区控制在鼓泡与窑坎之间为最佳，鼓泡以左右均匀平衡，各支鼓泡点作用区在玻璃液面接近相切为最佳状态。

火焰: 马蹄焰火焰长度需越过鼓泡达到窑坎位置，火焰气氛以偏氧化焰较理想，这样有利于消除或减弱鼓泡区周围泡沫层。

加料: 采用鼓泡时不再刻意强调薄层加料，但料堆横向分布均匀至关重要，否则在鼓泡的作用下容易造成玻璃液横向温度波动、玻璃液流紊乱。料堆(小料包) 可趋近鼓泡，但不允许有大料堆越过鼓泡，否则在鼓泡的推力作用下，料堆前移更远。配方应根据玻璃料的组成和熔制特性进行调整，氧化性配合料与鼓泡气的氧化作用一致，一般不需调整。其它非氧化性配合料则需要微量调整还原剂比例，以平衡鼓泡的氧化气氛。

2.2 鼓泡的工艺调整

鼓泡的调整是通过调节泡频和泡径来实现的，通常情况下泡径一次性调整到位即可，只有在玻璃液实际温度大幅波动的情况下才会出现明显偏差，调整为各鼓泡点作用区相切的状态为最佳。而泡频则是根据出料量、池底温度的变化来调整，出料量增大、池底温度降低泡频提高，出料量减小、池底温度增加则泡频降低。在正常生产情况下，泡频可以进行微调，通常一次调整0.5次/min，至多可以调整1次/min(微调目的是确保玻璃液温度恒定，玻璃液流平稳，生产稳定)。

2.3 鼓泡(以单排均化鼓泡为例)与窑炉工艺设计

鼓泡的设计与排布需要考虑3个方面的问题：

(1)窑型结构、火焰长度、池深、有无窑坎、池窑运行周期;

(2)玻璃配合料熔制特性，如熔化速度、高温黏度、碎玻璃比例等;

(3)设计熔化率、设置鼓泡工艺目的(偏重提高产量或质量)。

一般情况下，鼓泡点间距为500 mm左右，两端鼓泡点与池壁侧墙间距为650 mm左右; 一组鼓泡呈“一”字形横向排列，鼓泡口突出鼓泡砖上沿约100 mm。马蹄焰池窑的鼓泡位置一般为窑长的55%～70%处( 距窑坎近边1000 mm以上)。

2.4 鼓泡安全运行的两方面

(1)鼓泡系统的安全运行是由鼓泡设备和材料性能以及正常的供气、供电和操作维护所决定的，特别是鼓泡设备的性能、可靠程度，既决定了鼓泡运行精度，又直接影响了系统使用寿命。

(2)鼓泡区及炉底的侵蚀冲刷是不可避免的，它是由液流循环加剧和深层玻璃液温度提高所造成的，使用池底鼓泡时，除通过鼓泡冷却风强制冷却外，还必须合理调整鼓泡避免剧烈运行，在满足熔化工艺前提下尽量弱化。

鼓泡综合作用工艺效果

(1) 有效地提高了玻璃液的温度和理化均匀性，瓶罐玻璃的环切提高一个等级，密度差值缩小可达 △d ≤5×10－4，成品率显著提高。

(2)原料结石率大幅降低。

(3)支持提高碎玻璃比例，碎玻璃由原来的 50%提高至 80%时，各种理化性能指标未见明显降低，支持缩短换料时间，一般可缩短近1 /3。

(4)玻璃液澄清质量进一步提高，外观可见气泡基本完全消除，很难产生二次气泡。

(5)池窑熔化能力提高、产量增加，池窑熔化率可增加 15%以上。

(6)火焰空间热能利用率提高，有效提高了玻璃液温度，特别是池底玻璃液温度可提高200 ℃左右，出料量不变时，熔化温度可降低 20～30 ℃，熔化温度不变时，出料量明显增加。

(7)供料道玻璃液温度大幅度提高后，明显减少供料道能耗。

(8)压缩空气对玻璃液的氧化作用，生产棕色料时吨玻璃碳粉的消耗量需要增加。

4、结语

鼓泡技术是强化玻璃熔融过程和稳定熔制工艺的十分有效措施，必须结合窑炉具体情况合理设置、合理使用才能发挥其最佳效果，达到改善熔化、澄清效果，提高产品质量产量，降低熔化温度，节省能源消耗，延长窑炉使用寿命。

小型高温熔快炉/熔融炉/熔化炉/坩埚炉/玻璃釉料炉

小型高温熔块炉，结合剂熔块炉，陶瓷熔块炉，玻璃熔块炉，可用于玻璃、陶瓷、粉末、搪瓷釉料色料，温度1200-1700度，坩埚容积1.6L、3L、5L、10L、17L可选，可配置电动搅拌器！

1、熔块炉工作原理：

 小型熔块炉在工作时，先将一个坩埚(玻璃行业用的坩埚)置于炉内，然后把配制好的玻璃熔块等物料直接从上方炉口投入到坩埚内，然后通电进行加热。当温度上升到大于1200℃时,玻璃熔块物料呈现熔融状态，此时可使用电炉专用的坩埚勾把坩埚底部流料孔打开，熔化后的物料自动流入电炉下方的容器中。 

小型熔块炉是专为高等院校﹑科研院所的实验室及工矿企业等，对陶瓷、冶金、电子、玻璃、化工、机械、耐火材料、新材料开发、特种材料、建材、金属、非金属及其它化和物材料进行烧结﹑融化﹑分析、生产而研制的专用设备，也可用于陶瓷、玻璃、搪瓷等行业实验室制备熔块、玻璃低温熔剂、搪瓷釉和结合剂，满足小型企业作生产设备之用。 

2、熔块炉的特点： 

⑴、控制精度高，控温精确度可达±1℃； 

⑵、微电脑控制，使用智能数显可编程温控仪表，操作方便，可编程，具有全自动升温、保温、降温和超温保护等功能；

⑶、设备升温快，1小时可升温到1200℃，升温速率20℃/min；

⑷、使用电源供电工作，节能环保； 

⑸、工作时，炉体表面温度≤45℃，接近室温； 

⑹、炉体外壳经静电喷塑耐腐蚀耐酸碱，美观耐用，使用寿命长；

⑺、温度从600-1700℃可选，可高温加料、高温溶液可即时流出；

⑻、坩埚材质使用高纯锆石英，优质坩埚，保温性能好，耐温高，经久耐用

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