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与传统回转窑相比增加近5 倍，SO3增加3~5倍。相应部位的窑气中这些组分的含量也大大增加，导致预热器、分解炉、上升烟道、下料斜坡所用的粘土砖和普通高铝砖等耐火材料受到严重的侵蚀，形成膨胀性矿物而开裂剥落，发生“碱裂”破坏。并且硫、氯等组分在耐火材料表面形成结皮的特征矿物，粘附窑衬形成结皮，影响窑的正常运行。
③ 窑筒转速加快和斜度加大，增加了耐火材料的应力破坏，高的转速及大的斜度使得机械应力增加，窑衬受到的周期性的热应力冲击的破坏力加剧。这就要求耐火材料要有更高的整体稳定性和抗热震性能。 ④ 窑直径加大，窑皮的稳定性差。大型窑的直径增大，（2000t/d的 窑直径为4m， 4000t/d窑直径为4.7m，）又加之窑速加快，机械震动加剧，因此高温带的窑皮易脱落而不易补挂，所以要求高温带耐火材料除了有耐高温熟料侵蚀及热震稳定性外，还需要易粘窑皮的性能。
⑤ 窑径增大，台时产量增大，处理物料量增多，负重增大，要求耐火材料强度足
够，对于前窑口的磨损增大，要求该部位耐火材料的耐磨性要好。
2.58. 为什么NSP窑内耐火材料的热负荷回避其他回转窑内的热负荷大大降低？ 答：NSP窑在悬浮预热器和回转窑之间增设了一个分解炉，将大量吸热的碳酸钙的分解从窑内传热较低的区域转移到单独燃烧的分解炉内进行。在分解炉内，生料颗粒分散成悬浮或沸腾状态，以最小的温度差，在燃料无焰燃烧的同时，通过高速传热过程，是生料迅速完成分解反应，入窑生料的表观分解率可达85%~95%，从而大大减轻了回转窑的热负荷。
2.59. 为什么回转窑的烧成带要用碱性耐火材料（镁质砖）？ 答：回转窑的烧成带，当物料的温度升高到最低低共熔温度后，开始出现以氧化铝、氧化铁和氧化钙为主体的液相，其中还包括了氧化镁和碱等，如果是酸性耐火材料，会与物料发生反应而过快损坏。
镁质砖大都具有很高的耐火度，能够承受烧成带的高温；白云石砖不易与水泥组分发生反应生成低熔物，因此它是一种极好的抗熔蚀材料。但白云石砖的抗剥落性差、固有的水化性等缺点，决定其使用受到限制。高温烧成镁铬砖、直接结合镁铬砖。然而，在回转窑内的氧化气氛中，三价铬离子Cr3+会被氧化为六价铬离子Cr6+，由于硫酸盐的侵蚀，这些物质进一步生成水溶性的化合物，变为废气和粉尘污染环境。目前，国内水泥厂大部分还是采用直接结合镁铬砖或普通镁铬砖，但总的趋势是采用镁铝尖晶石。此砖的优点为：热震稳定性好，使用过程中与熟料反应能在砖的表面形成一层薄的铝酸钙保护层，使液相不易渗透，抗剥落性能优于直接结合镁铬砖。
2.60 为什么水泥立窑用的燃料最好是挥发分含量较低的无烟煤或焦煤？
答：在立窑内，混在一起的生料与粉料边运动、边燃烧、边反应，所以，立窑内不能像回转窑内那样按照物料状况来分带，而只能按温度高低分为：干燥预热带、高温带和冷却带。干燥带和预热带内，气流中的O2 浓度很低，再加上燃烧空间不够，因此煤中挥发分很难得到燃烧的机会而损失掉，从而增大热耗。所以，立窑不选用烟煤而选无烟煤或焦煤作燃料，这也是立窑内燃烧的特点之一。
2.61 为什么立窑内的传热方式以传导和对流方式为主？ 答：（1）干燥预热带从高温带上升的气流经过干燥预热带时，气流速度较高，而且
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料球之间的孔隙小，温度也较低，因而，以对流换热为主，辐射换热为辅。这是因为：第一，温度降低了辐射传热量；第二，孔隙小气体福热层厚度，从而降低气体辐射率; 第三，CO辐射能力很小。
（2）高温带 在高温带，料球内部的炭粒以及料球表面的炭粒燃烧产生高温，炭粒再以导热方式将热量传给接触的物料，物料再以导热方式传给其它物料，这是高温带的主要传热方式。至于辐射和对流仍同时存在，但是其所占比重不大，且各不相同。
（3）冷却带 在冷却带，传热方向发生了改变，是孰料向空气传热，由于空气中无CO2和极少的水蒸汽，因此，气，固之间为对流换热，而孰料内部的冷却则是依靠导综上所述，立窑内传热是以气、固之间的对流换热和料球内部的传导传热为主。
第3章 玻璃
3.1 什么叫平板玻璃池窑的前脸墙？常用的玻璃池窑投料机有哪几种类型？ 答：前脸墙是指正面投料时，投料口或投料池上部的挡墙。
国内常用的玻璃池窑投料机有：螺旋式投料机，垄式投料机，振动式投料机，辊筒式投料机，倾斜毯式投料机，弧毯式投料机。此外，玻璃池窑投料机还包括从国外进口的一些投料机。例如，德国ZIPPE公司制造的裹入式投料机，英国玻璃工业公司生产的格拉斯沃摆动式加料机、OBC加料机等。
3.2 为什么玻璃池窑的胸墙需要单独支撑？玻璃池窑大碹的碹碴有什么作用? 答：由于各部位耐火材料的损坏情况不同所以其热修的时间有所差异，为了便于分别进行热修，尽量减小胸墙和池壁的承重负荷，延长其使用寿命，所以将大碹、胸墙分别支撑。
碹碴的作用：大碹的推力通过碹碴作用在立柱上。
3.3、平板玻璃池窑中耳池的作用是什么？
答：耳池的作用：对玻璃液流起到调节和澄清的作用；因投入池窑内的碎玻璃中夹杂有一些泥沙和小石子以及在老窑冷修投产后或新窑投产后的初期，可能发生掉转或掉泥，所以需要在耳池处掏渣、掏砖。
3.4、玻璃池窑（包括平板玻璃和日用玻璃池窑）熔化部与冷却部之间的气体分隔装置有哪几种基本形式？
答：气体空间的分隔装置有完全分隔和部分分隔两大类。平板玻璃池窑只用部分分隔装置，最常见的气体空间部分分隔装置：矮碹、吊矮碹、U型吊碹、双J型吊碹。
对于日用玻璃池窑来说，气体空间分隔装置有两类：完全分隔和部分分隔。部分分隔装置多为花格墙。
3.5、为什么平板玻璃池窑熔化部与冷却部之间的玻璃液分隔装置是用浅层分隔装置，而日用玻璃池窑熔化部与冷却部之间的玻璃液分隔装置则要用深层分隔装置？
答：因为平板玻璃池窑熔化部内，玻璃液经过熔化、澄清和均化后其质量较高，故而可以取上层玻璃液进行冷却、成型。
日用玻璃池窑熔制的玻璃液在均匀性、澄清性等方面均达不到平板玻璃池窑那样高的质量，因而需要取更深层的玻璃液去冷却和成型，所以日用玻璃池窑熔化部与冷却部之间的玻璃液分隔装置要用深层分隔装置。
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3.6、玻璃池窑（包括平板玻璃池窑和日用玻璃池窑）熔化部与冷却部之间的玻璃分隔装置有哪些？
答：平板玻璃池窑使用浅层分隔：玻璃液分隔装置有卡脖，冷却水和窑坎等。其中窑坎是辅助分隔装置，不能单独使用。气体分隔装置（部分分隔）有矮碹，吊矮碹，U型吊墙和双J吊墙。
日用玻璃池窑使用深层分隔：玻璃液分隔装置有流液洞，窑坎。气体分隔装置有完全分隔和部分分隔：花格墙。
3.7、冷却水管为什么可以对玻璃液起到部分分隔作用？ 答：冷却水管内流过的冷却水会使管壁附近的玻璃液因温度降低而增大黏度，从而对玻璃液流动起到阻碍作用，同时也能控制玻璃液回流。此外，冷却水还能拦截玻璃表面的浮渣。
3.8、窑坎能否单独使用作为玻璃液分隔装置？
答：不能。窑坎是辅助分隔装置，不能单独使用，需要与其他分隔装置配套使用。
3.9、对于玻璃池窑（包括平板玻璃池窑和日用玻璃池窑）熔化部与冷却部之间的火焰空间分隔装置有哪几种类型？
答：平板玻璃池窑：气体分隔装置（部分分隔）有矮碹，吊矮碹，U型吊墙和双J吊墙。日用玻璃池窑：气体分隔装置有完全分隔和部分分隔。部分分隔装置：花格墙。
3.10、为什么现有的玻璃池窑大部分部位都可以进行保温，而个别部位（像液面线附近的池壁）不仅不能保温，而且还必须进行冷却？
答：生产实践表明：玻璃池窑熔化部的池壁（特别液面线附近）、投料池的拐角处比玻璃池窑其他部位更易受到玻璃液的高温蚀损，往往因为这些部位损坏大大缩短池窑的使用寿命。为了减轻蚀损，延长池窑的使用寿命，除了要考虑耐火砖选材、砖形设计和排砖等方面之外，人工冷却也十分有效。
3.11.小炉在玻璃池窑组织燃烧中的地位与作用是什么？ 答：小炉的作用是使燃料和空气良好的混合并组织好燃烧。
3.12.在小炉口与平板玻璃池窑的连接方式上，反碹连接、插入式连接对于传热来说各有什么优缺点？
答：反碹连接在小炉口的大碹上有两道其走向与大碹相垂直的小碹，及第一道反碹和第二道反碹，小炉口处大碹的横推力通过两道反碹会传到大碹碹渣上，再由池窑两侧的工字钢立柱来承担。反碹结构可将火焰空间降低，防止火焰发飘和增加大碹对玻璃液的辐射传热。
插入式连接是将小炉口的碹砌在池窑的胸墙上，该连接方法要求池窑的胸墙较高。可适当放宽小炉口，插入式结构既能解决小炉口加宽后结构不稳定、不安全的问题，又能避免火焰烧大碹，砌筑简单、安全可行。因火焰空间较高，故而窑体散热量较大。
3.13 为什么蓄热式玻璃池窑要有换火程序？ 答：使火焰温度稳定。
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3.14 蓄热是玻璃池窑蓄热室内高温废气加热空气的工作原理是什么？
答：利用废气与空气交替地通过其内的格子体，以格子体为传热的中间体，从而使得空气间接的获得废弃的余热。当高温废气通过蓄热室内的格子体时，废气以对流与辐射的方式把热量传递给格子体，使得格子体受热升温，积蓄热量，而废气向格子体传热后其本身的温度降低；当空气通过蓄热室内的格子体时，格子体就把所积蓄的热量以对流的方式再传给空气，使得空气受热升温，格子体散热降温。
3.15 为什么平板玻璃池窑蓄热式的结构形式有多种类型，而日用玻璃池窑则不存在这种分类？
答：对于横焰的平板玻璃池窑，由于每一侧都有若干数目相同的蓄热室。日用玻璃池窑多采用马蹄焰蓄热式玻璃池窑，由于马蹄焰池窑只有一对小对，相应也只有一对蓄热室，无连通式和分隔式之分。
3.16 蓄热室对于玻璃池窑的作用是什么？在蓄热室内格子体的主要作用又是什么？
答：蓄热室可以预热空气和煤气，即可以回收余热，。玻璃池窑具有蓄热室不仅是为节能，也是为了达到熔制高质量玻璃所要求的高温而必须采取的措施。
格子体为传热的中间体，废气与空气（或者废弃与煤气、空气）交替的通过格子体，从而使得空气（或者空气和煤气）间接地获得废气的余热。
3.17 蓄热室内常用的格子体结构有哪些？
答：西门子式、李赫特式、编篮式、连续通道式（又分：十字形和筒子砖式）。
3.18 为什么蓄热室内的废气（高温气体）要自上而下流动，而空气（低温气体）要自下向上流动？
答：这样的流型符合流体力学中“分散垂直气流法则”（或称“气流分流法则”）之原理。其目：使蓄热室内格子体各个通道内的气流量及温度自然地保持均匀。
3.19 提高玻璃池窑蓄热室热回收能力的措施有哪些？ 答：a. 改善蓄热室结构； b. 改善格子体结构； c. 提高格子砖材质；
d. 采取保温减少墙体的散热量。
3.20 浮法平板玻璃工艺中锡槽的工作原理是什么？为什么锡槽内还必须要有保护气体？
答：让处于高温熔融状态的玻璃液浮在比它重的锡液表面上，受表面张力的作用使玻璃具有光洁平整的表面。
锡槽内通入由N2和H2组成的保护气体是为了防止锡液氧化。
3.21、为什么锡槽内还需要有电加热装置？
答：设置锡槽电加热装置是为了以下三个需要：控制和保持锡槽内的成型温度、处理事故时锡槽保温、烘烤锡槽。
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3.22、马蹄焰玻璃池窑中双通道蓄热室的优点是什么？
答：第一，可在不增加厂房高度的情况下扩大换热面积，同时可根据各通道的具体条件来优化格子体的设计，提高热回收效率与延长蓄热室的整体寿命；第二，气体流程长、气流分布均匀、空气预热温度高；第三，可根据不同温度的传热特点，确定各个通道内的合理流速来提高换热效率；第四，格子体不易堵塞，也不易因堵塞而倒塌，这是由于：第一蓄热室内温度高（900~1300℃），因而粉料被烧熔、碱蒸汽则冷凝于底部烟道；通过第二“蓄热室”时，因经过三个90°拐弯，在重力作用下大部分粉尘沉落到底烟道；到第三蓄热室时，因温度较低、流速较快、粉尘较少，所以不会造成堵塞。另外，在第一、第二蓄热室的底部采用斜面结构也便于粉尘直接流出。
3.23、日用玻璃池窑的供料道内，为什么还需要设立加热装置？
答：在供料道内设立有加热玻璃液的装置，从而精确地调节玻璃液的温度和进一步均化玻璃液以达到成型要求。
3.24、对于玻璃池窑来说，建立合理的热工制度（作业制度）的必要性是什么？ 答：一个生产优异的玻璃池窑除了要求合理的设计、精心施工以外，还应该有合理、严格的作业制度作保证。玻璃行业经常讲“四小稳、一大稳”就与作业制度密切相关，也是严格作业制度的具体体现。这对于玻璃生产实现优质、高产、低消耗和长窑龄都起到了重要作用。
3.25、玻璃池窑的作业制度有哪几种？
答：玻璃池窑的作业制度具体包括：温度制度、压力制度、泡界线制度、液面制度和气氛制度等。
3.26、关于玻璃池窑的操作，人们常说需要用“四小稳”来保证“一大稳”。那么，什么是玻璃池窑的“四小稳”？什么又是玻璃池窑的“一大稳”？
答：四小稳是指：温度稳、压力稳、泡界线稳和液面稳；一大稳是指热工制度要稳。
3.27、平板玻璃池窑内“泡界线”的含义是什么？玻璃池窑内“热点”的含义又是什么？
答：在横焰玻璃池窑的熔化部，由于热点与投料池的温度差，表层玻璃液会向投料池方向回流，使无泡沫的玻璃液和有泡沫的玻璃液之间有一条明显的分界线，称为：泡界线。
热点是指沿玻璃池窑的窑长方向上玻璃液的温度最高点。
3.28为什么玻璃池窑内火焰空间的压强要求是微正压?
答：负压将导致窑内吸入冷空气，从而降低窑温、增加热耗，而且还会使窑内温度不均匀。同时窑压也不可过大，否则会加剧窑体烧蚀、向外冒火严重、燃料消耗增大，并且对玻璃液的澄清不利。
3.29玻璃制品退火过程中可降低或消除的应力是哪两种应力？
答：玻璃制品的退火就是减少或消除其内的热应力（包括永久应力和暂时应力）的过程，但退火不能消除结构应力和机械应力。
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热工设备思考题（答案）
