摘 要：本文从冷却部传热方式的特点论述了冷却部玻璃液温度控制技术，深入研究了冷却部加热技术，并对加热装置提出自己独特的观点。关键词：玻璃熔窑 冷却部 温度 加热 冷却
一、前言
玻璃熔窑一般分为熔化部和冷却部。熔化部负责玻璃熔制、澄清，冷却部负责将熔化好的玻璃液继续均化并且调整到成型所需要的温度。传统的冷却部只有冷却作用故此尔得名。根据玻璃成份和成型方法的不同，冷却过程中玻璃液温度降低的程度也是不同的。对浮法玻璃生产方式而言，由于浮法玻璃成份的大体一致性和成型方法、成型位置的趋同性，就决定了浮法玻璃的流道温度(由于成型处测量玻璃液温度困难，所以生产过程中均以流道温度作为控制指标)大体在1100℃左右的范围内。成型位置的前后变化、锡槽温降梯度的不同就决定了流道温度有一定的变化范围。在自然冷却状态下，超出此温度范围就要采取辅助控制手段。
二、冷却部传热方式
图1 冷却部空间传热示意图
1、冷却部空间传热
在冷却部窑内的传热中（假设为加热），热源是火焰或高温气流，受热体是已具有一定温度的玻璃液。传热过程见图1。玻璃液获得的热量Q为：
Q=Q对+Q辐
Q对=α对(t气-t玻)F
而Q辐较为复杂，为了使问题简化，我们规定和实际情况较为接近的假设条件，以便分析。如：火焰充满空间、而且温度和黑度各处均匀；窑内表面温度和黑度均匀……。得到玻璃液获得的净辐射热(Q气壁玻)为：
Q气壁玻=E气F玻+Q效壁Φ(1-ε气)-Q效玻
式中 Φ——窑壁对玻璃液的角度系数，Φ=F玻/F壁；
F玻——玻璃液表面积；
F壁——窑内表面积；
ε气 ——火焰或气体黑度；
Q效壁——窑内表面的有效辐射；
Q效玻——玻璃液表面有效辐射；
E气 ——火焰或气体辐射能力, E气=ε气C0(T气/100)4
经过设定（令Ｑ效壁＝Ｑ落壁，ω＝１／Φ，即ω=F壁/ F玻）和整理，得：
Q气壁玻= C气壁玻［（T气/100）4-(T玻/100)4］F玻
其中：
C气壁玻=C0ε玻［Φ+(1-ε气)］/{ω+(1-ε气)［ε气+ε玻(1-ε气) ］/ ε气}
C气壁玻称为综合辐射系数。为进一步理解C气壁玻的影响，令ε玻=0.8，绘出C气壁玻、ε气和Φ的关系曲线，见图2。结合冷却部的特定环境，不难看出冷却部加热与熔化部加热的区别和应该采取的特殊措施。
图2 C气壁玻、ε气与ω的关系(ε玻=0.8)
2、玻璃液传热
就玻璃液本身来说，其导热系数很小，因而依靠热传导的方式把表层冷(热)量传到深层的数量不大。而直接的热辐射只能透过很薄的一层玻璃液。因此，玻璃液本身的热辐射是通过薄薄一层一层的玻璃液逐层的以辐射方式向上、向下传递。这种传热方式与玻璃的吸热性关系极大，无色玻璃液与有色玻璃液的上下温差差距就于此有关。
三、冷却部温度控制技术的产生
理论上单一生产模式，通过精确的计算，冷却部可以不需要辅助冷却或辅助加热装置。然而，面对市场竞争的强大压力，现代的玻璃生产线要求的功能越来越多，既能生产常规玻璃，又能生产超薄、超厚玻璃；既能生产无色透明玻璃，又能生产颜色玻璃。这样复杂的工况(大幅度的调整拉引量或玻璃导热性能)，使得生产操作越来越困难。一般的窑炉设计均按特定的品种和规格(如：无色透明玻璃)、正常的拉引量来考虑。在生产颜色玻璃时，无色玻璃液与有色玻璃液温度梯度的不同，就造成同样流量的玻璃液带到冷却部的总热量不同。尽管生产颜色玻璃时有意加大熔化末端火焰、关闭稀释风，采取了冷却部池底、池壁、旋顶保温等措施后依然不能满足成型温度要求。比正常生产时流道温度下降20-30℃，个别厂家流道温度降到1080℃以下。既使锡槽成型时采取拔前区水包、调整拉边机等措施仍不能很好地满足成型粘度的要求，给玻璃生产作业制度、玻璃质量造成影响。在生产超薄(<2mm)、超厚(>15mm)玻璃(尤其是超薄玻璃)时，由于设计方面的限制，需要大幅度地降低拉引量，这同样使得玻璃液带到冷却部的热量大幅度减少，难以满足成型温度要求。而超薄、超厚玻璃的质量要求又特别高，超出成型温度的强行操作使得玻璃质量大幅度下降，最典型的体现就在斑马角和微观平整度上。这也是中国浮法玻璃与世界上先进浮法玻璃的差距所在之一。冷却部温度的降低带来的问题不单单是不能满足成型温度的要求，而对工艺方面也带来影响。玻璃液流动层的减少，意为着玻璃液流速加快，玻璃液停留时间变短，这对玻璃液的均化和减少气泡非常不利。
国外的优质浮法玻璃生产线，冷却部都有辅助加热装置。目前我国先进的浮法玻璃生产线也开始采用这一先进的生产技术。现代窑炉的冷却部已同过去不同，冷却部调温越来越类似于退火窑的分程调节功能，既有冷却又有加热，所以称其为工作部可能更贴切些。
四、冷却部温控技术的特点
玻璃液的冷却必须均匀，不能破坏均化的结果，否则会使原板产生波筋等缺陷。为此，冷却部一般采用自然冷却方式，主要靠玻璃液面以及池壁、池底向 |
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