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摘 要斜毯式投料机和螺杆式投料机因结构简单、制作方便、应用灵活而被大多数玻璃生产企业应用于马蹄焰窑炉的投料作业，根据两者不同的工作原理和运行效果，被分别用于不同的窑型。现将两种投料机在马蹄焰窑炉的应用结果作一定的比较，以供参考。
关键字马蹄焰窑炉；斜毯式投料机；螺杆式投料机；应用比较
中图分类号TQ文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)081-0183-01
马蹄焰窑炉是玻璃窑炉中最常用的一种，其左右各有一组喷火口和蓄热室，其数量因窑炉的大小不同而有所区别。当一侧喷火口喷火的时候，另一侧喷火口作为回路排出废气，在窑炉内形成的火焰成马蹄状，因此将这类窑炉称为马蹄焰窑炉，火焰燃烧后产生的烟气从对侧的喷火口排出后进入蓄热室，对格子砖进行加热。当需要换另一组喷火口时，冷空气进入温度已经加热至1200-1300℃的蓄热室内进行预热后，对喷火口出来的燃料进行助燃，于此同时高温烟气再进入另一侧的蓄热室。此过程即为马蹄焰窑炉特有的换火过程，以间隔20-30min一次循环往复。我公司采用的是88M2马蹄焰窑炉，单级煤气蓄热室、二级空气蓄热室，熔池内设有电助熔和鼓泡装置。熔制工作流程：投入配合料—→熔化—→澄清—→均化—→作业通路—→漏板拉丝。在整个过程中要求做到“液面稳、窑压稳、火焰稳、气氛稳，相应工艺参数稳定”，而投料作业正是其中重要环节之一，其设备和投料方式的选用，将会直接影响玻璃的液面和熔制结果，进而影响后道工序作业。现针对马蹄焰窑炉投料过程中斜毯式投料机与螺杆式投料机的应用作一定比较。
斜毯式投料机的工作原理主要是料仓震动下料，料铲推料。料带的宽度决定于投料机料仓宽度，料带的厚度决定于投料机料仓的震动频率和料铲的运行速度，Q=vAρ（式中Q表示投料量/h，多根据实际生产需要所决定，A表示物料在料带的截面积m2；V表示加料速度m/h；ρ表示物料的密度t/m3）。斜毯式投料机主要由料仓、料铲、振动电机、料铲推动装置及变频控制组成，料铲由耐热钢（1Cr18Ni9Ti）或更好的材质制作。该型投料机相对螺旋投料机有以下优点：①料带覆盖面积广，可以根据投料口尺寸形成近1000mm的料带宽度，是螺旋投料机的2-5倍，从而使配合料能够充分接触火焰辐射，提高熔化速度，能形成均匀的薄层料。②由于受火焰辐射的面积增大，提高了熔化速度，使料带厚度可以根据窑内玻璃的熔化情况进行控制调节，一般料带厚度在80-150mm。③斜毯式投料机可以投递水分含量≤10%的配合料和含有粒度较大熟料的混合料。④料带可沿投料机料铲推力方向移动，受宽料带之间粘滞力影响不易出现“跑料”情况。⑤该型投料机投资少、制作维修方便、经济效益高。因此，斜毯式投料机素来是投料机中可靠程度评价最高的，被多数玻璃熔窑投料系统所采用。这种投料机较螺杆式投料机运行成本低，可有效提高熔窑的熔化率（根据玻璃成分和窑型的不同，平均日产量可达2-5t/m2）和熔化质量，但是这种投料机也存在不足之处：①在投料过程中料带产生横向对流，导致配合料进入窑内后，向一侧偏移或者呈现“倒八字型”，使未熔配合料跟池壁有所接触，而这种呈熔融、半熔融状态的混合物，因其含有未完全反应的纯碱、芒硝等玻璃助熔成份，对池壁砖造成的侵蚀远远大于单纯的玻璃液。②由于加料池有一定的开放,导致该处形成较大的热损失，不利于节能。③如果密封措施不到位，易造成投料机漏料和粉尘，影响现场环境。
螺旋投料机工作原理是由带有螺旋片的转动轴在封闭的料槽内旋转，使装入料槽的物料由于自身的重力及其与料槽所产生的摩擦力的作用，而不与螺旋一起旋转，只沿着料槽向前运动进入熔池。在玻璃窑炉投入使用以来，也收到了一定的好评：①螺杆式投料机可以在水平及倾斜方向或者垂直方向输送物料，在输送过程中可同时进行混合、搅拌和冷却等作业。②投料机前端有不锈钢水包保护，可以避免来窑炉热辐射的损害，配合料从料仓进入，由螺杆推出进入窑内，投料速度大幅度地提高。③因料槽封闭，更适用于输送目数较高的物料，并且可适用于As2O3、B2O3等有害挥发气体含量较高的，碱含量低的硬质玻璃。④在接触原料部分，均采用不锈钢制作，输送过程中原料几乎不受污染，生产过程实现全封闭自动化，产品质量提高接近6个百分点。⑤配合料的输入可在一点装载，在一点或多点卸载；其缺点是：①在实际操作过程中，对超载非常敏感，物料运输并不彻底，易出现卡料、堵料等情况。②以柱状方式向窑内送料，需要多台投料机并列使用，不能形成均匀的薄层料，易出现料带“长龙”和“跑料”情况，影响熔制效果，易产生结石、未熔物等，对提高产量有较大影响。③虽然料槽的封闭在一定程度上改善了工人的劳动环境，却使得窑内工艺条件变差，粉料在脱离料槽翻落时容易造成粉尘在窑内飞扬，导致蓄热室格子体堵塞,增加了碹顶的侵蚀。④螺杆式投料机对配合料水分含量和投料操作的要求都非常严格。配合料的水分需严格控制在3%以内，否则，颗粒之间的粘滞力则加大，影响投料机工作从而影响熔制效果。因为这些因素的存在，螺杆式投料机的应用范围也受到了一定的限制，一般只在运输距离不大的工作中作业，并且生产率也有一定的下降。故这种投料机适用于小型的玻璃窑炉。
结论：在玻璃熔制过程中，投料时，两侧所投料堆靠近并且不粘池壁，中间不分料，前面平直或者是稍有圆弧且料层较薄，是理想的料堆分布，这些在实际的投料技术中是很难做到的。斜毯式投料机与螺杆式投料机均有一定的利弊，对于熔化质量要求不是太高，玻璃熔化量不超過100t/d，熔窑宽度低于8.8m的平板玻璃熔窑，使用螺杆式投料机，可加快物料融化，减轻熔窑烧损，并且节能效果好，经济效益也得到提升。对于熔化质量要求高，玻璃熔化量在100t/d以上的窑炉，在做好设备密封、控制好配料工艺参数后，可以通过适当增加料堆厚度、调整料铲角度来解决斜毯式投料机偏料问题，并根据投料口尺寸设计合理料带宽度。各厂家可根据自身窑炉的规模大小和生产情况选择合适的投料机，并且通过实际生产情况来确定相应投料参数，来保证实现投料的连续性、均匀性、可靠性。
参考文献
[1]张庭祥主编.通用机械设备[M].北京:冶金工业出版社,2003.
[2]宋书星,郭志敏.斜毯式投料机带来的窑内粉料及解决方法[J].玻璃,1997,05.
[3]赵书珉.玻璃配合料温度控制[J].玻璃,2000,03.
[4]钱世准.新型玻璃配合料投料机[J].建材工业信息,1997,06.
[5]赵克明,姚单.浅谈投料技术[J].玻璃,2002,04.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
关键字马蹄焰窑炉；斜毯式投料机；螺杆式投料机；应用比较
中图分类号TQ文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)081-0183-01
马蹄焰窑炉是玻璃窑炉中最常用的一种，其左右各有一组喷火口和蓄热室，其数量因窑炉的大小不同而有所区别。当一侧喷火口喷火的时候，另一侧喷火口作为回路排出废气，在窑炉内形成的火焰成马蹄状，因此将这类窑炉称为马蹄焰窑炉，火焰燃烧后产生的烟气从对侧的喷火口排出后进入蓄热室，对格子砖进行加热。当需要换另一组喷火口时，冷空气进入温度已经加热至1200-1300℃的蓄热室内进行预热后，对喷火口出来的燃料进行助燃，于此同时高温烟气再进入另一侧的蓄热室。此过程即为马蹄焰窑炉特有的换火过程，以间隔20-30min一次循环往复。我公司采用的是88M2马蹄焰窑炉，单级煤气蓄热室、二级空气蓄热室，熔池内设有电助熔和鼓泡装置。熔制工作流程：投入配合料—→熔化—→澄清—→均化—→作业通路—→漏板拉丝。在整个过程中要求做到“液面稳、窑压稳、火焰稳、气氛稳，相应工艺参数稳定”，而投料作业正是其中重要环节之一，其设备和投料方式的选用，将会直接影响玻璃的液面和熔制结果，进而影响后道工序作业。现针对马蹄焰窑炉投料过程中斜毯式投料机与螺杆式投料机的应用作一定比较。
斜毯式投料机的工作原理主要是料仓震动下料，料铲推料。料带的宽度决定于投料机料仓宽度，料带的厚度决定于投料机料仓的震动频率和料铲的运行速度，Q=vAρ（式中Q表示投料量/h，多根据实际生产需要所决定，A表示物料在料带的截面积m2；V表示加料速度m/h；ρ表示物料的密度t/m3）。斜毯式投料机主要由料仓、料铲、振动电机、料铲推动装置及变频控制组成，料铲由耐热钢（1Cr18Ni9Ti）或更好的材质制作。该型投料机相对螺旋投料机有以下优点：①料带覆盖面积广，可以根据投料口尺寸形成近1000mm的料带宽度，是螺旋投料机的2-5倍，从而使配合料能够充分接触火焰辐射，提高熔化速度，能形成均匀的薄层料。②由于受火焰辐射的面积增大，提高了熔化速度，使料带厚度可以根据窑内玻璃的熔化情况进行控制调节，一般料带厚度在80-150mm。③斜毯式投料机可以投递水分含量≤10%的配合料和含有粒度较大熟料的混合料。④料带可沿投料机料铲推力方向移动，受宽料带之间粘滞力影响不易出现“跑料”情况。⑤该型投料机投资少、制作维修方便、经济效益高。因此，斜毯式投料机素来是投料机中可靠程度评价最高的，被多数玻璃熔窑投料系统所采用。这种投料机较螺杆式投料机运行成本低，可有效提高熔窑的熔化率（根据玻璃成分和窑型的不同，平均日产量可达2-5t/m2）和熔化质量，但是这种投料机也存在不足之处：①在投料过程中料带产生横向对流，导致配合料进入窑内后，向一侧偏移或者呈现“倒八字型”，使未熔配合料跟池壁有所接触，而这种呈熔融、半熔融状态的混合物，因其含有未完全反应的纯碱、芒硝等玻璃助熔成份，对池壁砖造成的侵蚀远远大于单纯的玻璃液。②由于加料池有一定的开放,导致该处形成较大的热损失，不利于节能。③如果密封措施不到位，易造成投料机漏料和粉尘，影响现场环境。
螺旋投料机工作原理是由带有螺旋片的转动轴在封闭的料槽内旋转，使装入料槽的物料由于自身的重力及其与料槽所产生的摩擦力的作用，而不与螺旋一起旋转，只沿着料槽向前运动进入熔池。在玻璃窑炉投入使用以来，也收到了一定的好评：①螺杆式投料机可以在水平及倾斜方向或者垂直方向输送物料，在输送过程中可同时进行混合、搅拌和冷却等作业。②投料机前端有不锈钢水包保护，可以避免来窑炉热辐射的损害，配合料从料仓进入，由螺杆推出进入窑内，投料速度大幅度地提高。③因料槽封闭，更适用于输送目数较高的物料，并且可适用于As2O3、B2O3等有害挥发气体含量较高的，碱含量低的硬质玻璃。④在接触原料部分，均采用不锈钢制作，输送过程中原料几乎不受污染，生产过程实现全封闭自动化，产品质量提高接近6个百分点。⑤配合料的输入可在一点装载，在一点或多点卸载；其缺点是：①在实际操作过程中，对超载非常敏感，物料运输并不彻底，易出现卡料、堵料等情况。②以柱状方式向窑内送料，需要多台投料机并列使用，不能形成均匀的薄层料，易出现料带“长龙”和“跑料”情况，影响熔制效果，易产生结石、未熔物等，对提高产量有较大影响。③虽然料槽的封闭在一定程度上改善了工人的劳动环境，却使得窑内工艺条件变差，粉料在脱离料槽翻落时容易造成粉尘在窑内飞扬，导致蓄热室格子体堵塞,增加了碹顶的侵蚀。④螺杆式投料机对配合料水分含量和投料操作的要求都非常严格。配合料的水分需严格控制在3%以内，否则，颗粒之间的粘滞力则加大，影响投料机工作从而影响熔制效果。因为这些因素的存在，螺杆式投料机的应用范围也受到了一定的限制，一般只在运输距离不大的工作中作业，并且生产率也有一定的下降。故这种投料机适用于小型的玻璃窑炉。
结论：在玻璃熔制过程中，投料时，两侧所投料堆靠近并且不粘池壁，中间不分料，前面平直或者是稍有圆弧且料层较薄，是理想的料堆分布，这些在实际的投料技术中是很难做到的。斜毯式投料机与螺杆式投料机均有一定的利弊，对于熔化质量要求不是太高，玻璃熔化量不超過100t/d，熔窑宽度低于8.8m的平板玻璃熔窑，使用螺杆式投料机，可加快物料融化，减轻熔窑烧损，并且节能效果好，经济效益也得到提升。对于熔化质量要求高，玻璃熔化量在100t/d以上的窑炉，在做好设备密封、控制好配料工艺参数后，可以通过适当增加料堆厚度、调整料铲角度来解决斜毯式投料机偏料问题，并根据投料口尺寸设计合理料带宽度。各厂家可根据自身窑炉的规模大小和生产情况选择合适的投料机，并且通过实际生产情况来确定相应投料参数，来保证实现投料的连续性、均匀性、可靠性。
参考文献
[1]张庭祥主编.通用机械设备[M].北京:冶金工业出版社,2003.
[2]宋书星,郭志敏.斜毯式投料机带来的窑内粉料及解决方法[J].玻璃,1997,05.
[3]赵书珉.玻璃配合料温度控制[J].玻璃,2000,03.
[4]钱世准.新型玻璃配合料投料机[J].建材工业信息,1997,06.
[5]赵克明,姚单.浅谈投料技术[J].玻璃,2002,04.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文