微晶玻璃全電熔窯　　　　微晶玻璃早在上世紀(jì)５０年代西方發(fā)達(dá)國(guó)家就有研制。在我國(guó)也已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用。它的學(xué)名叫做玻璃陶瓷。微晶玻璃和我們常見(jiàn)的玻璃看起來(lái)大不相同。它具有玻璃和陶瓷的雙重特性，普通玻璃內(nèi)部的原子排列是沒(méi)有規(guī)則的，這也是玻璃易碎的原因之一。而微晶玻璃象陶瓷一樣，由晶體組成，也就是說(shuō)，它的原子排列是有規(guī)律的。所以，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，比玻璃韌性強(qiáng)。它是將特定細(xì)分的玻璃經(jīng)熱處理晶化、制得的多晶陶瓷。具有耐高溫性及低膨脹系數(shù)，高機(jī)械強(qiáng)度及高化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐性、舒緩反應(yīng)，無(wú)放射性，微晶玻璃花色品種繁多，出口前景非常看好。它在生產(chǎn)過(guò)程中，各道工序必須嚴(yán)格把關(guān)；燒制溫度、氣氛非常嚴(yán)格；只有這樣才能確保過(guò)硬的產(chǎn)品質(zhì)量。秦皇島昱侖玻璃設(shè)備有限公司總結(jié)多年的電熔窯的制造經(jīng)驗(yàn)，成功地開發(fā)了微晶玻璃窯爐系列、并投入生產(chǎn)應(yīng)用中。我們同時(shí)開發(fā)了微晶玻璃復(fù)合板輥道窯。該窯具有燒成范圍廣，燒成花色多，燒成周期靈活，產(chǎn)量高，節(jié)能環(huán)保等顯著優(yōu)點(diǎn)，目前已在全國(guó)多個(gè)省市的微晶玻璃和微晶玻璃企業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用。　　　　根據(jù)用戶要求，我們制作的爐型可大可小，日產(chǎn)可以從幾十公斤做到36噸。可以人工調(diào)料，也可以滴料。我們負(fù)責(zé)窯爐的設(shè)計(jì)、施工到投產(chǎn)的全過(guò)程服務(wù)，合作方式靈活多樣，盡非常大努力讓用戶得到滿意的結(jié)果。　　　　一熔化種類　　　　按用戶要求的微晶玻璃品種決定組方和熔化手段。　　　　二熔化量　　　　根據(jù)用戶要求，我們可以設(shè)計(jì)出日熔化幾十公斤——36噸玻璃液的窯爐。　　　　三熔化制式　　　　全電熔或電助熔　　　　四耗電量　　　　熔化池是專門熔化玻璃液的中心區(qū)域，其耗電量為０．９－－１．３度／公斤玻璃液。工作池是專門供生產(chǎn)用的料池。其耗電量較小，與取料口的多少，大小及生產(chǎn)管理有直接關(guān)系。　　　　五加熱方式　　　　用鉬電較或氧化錫電較直接為玻璃液加熱，保證了熱量的較小損失，同時(shí)也保障了玻璃液的質(zhì)量。　　　　六冷卻方式　　　　在工作過(guò)程中必須冷卻電較，既可以水冷，又可以風(fēng)冷。水冷效果更好。　　　　七加料方式　　　　我公司有有經(jīng)驗(yàn)生產(chǎn)的X-Y自動(dòng)加料機(jī)、和扇型自動(dòng)加料機(jī)，小型窯爐多采用人工加料，大型窯爐人工加料和自動(dòng)加料均可。　　　　八出料方式　　　　可人工挑料，也可滴料。 [詳情]

　　由于環(huán)保的要求越來(lái)越高，玻璃制品的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，玻璃工廠采用電熔已經(jīng)大勢(shì)所趨。作者從事過(guò)十多年玻璃電熔化方面的技術(shù)研究和技術(shù)推廣工作，參與設(shè)計(jì)、引進(jìn)、翻版過(guò)數(shù)十座玻璃電熔窯、電加熱料道、電輔助加熱玻璃窯爐，幫助玻璃廠解決過(guò)多起玻璃電熔化和電加熱方面的疑難問(wèn)題。　　　　進(jìn)行玻璃的電熔化與電加熱設(shè)計(jì)的單位和個(gè)人有數(shù)十家之多，設(shè)計(jì)的電熔窯各有特點(diǎn)，水平亦是參差不齊。在此作一總結(jié)。　　　　1．玻璃的電加熱料道　　　　十年前，玻璃的電加熱料道與煤氣多噴嘴加熱料道同時(shí)作為兩項(xiàng)新技術(shù)在推廣，有些廠家在考慮采用玻璃的電加熱料道技術(shù)時(shí)，還要求到處考察。使用該技術(shù)的還僅僅是一些具有開拓精力的廠長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)近十年來(lái)不斷努力，玻璃的電加熱料道已被廣大的玻璃廠普遍接受，已成為了大眾化的技術(shù)，有些單位和個(gè)人已把它制成了產(chǎn)品出售。　　　　但一些特殊要求的和特種玻璃的電加熱料道還是需要有經(jīng)驗(yàn)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)。玻璃的電加熱料道大體分為硅碳棒輻射電加熱料道、平板玻璃通路的電加熱、板狀鉬電較的電加熱料道、棒狀鉬電較電加熱料道、混合式電加熱料道、熱套法電加熱料道、料盆的電加熱、氧化錫電較電加熱料道等八類。　　　　2．玻璃窯爐的電助熔加熱技術(shù)　　　　玻璃窯爐的電助熔加熱技術(shù)主要用來(lái)：　　　　(1)大幅度地提高熔化率。國(guó)外大型燃油平板玻璃池窯，一般熔化率為2T/m2？d，我國(guó)為1.6T/　　　　m2？d左右，采用電助熔技術(shù)后，可使熔化率提高到3.2T/m2？d，甚至可達(dá)4.2T/m2？d。熔化率可提高60%，甚至高標(biāo)準(zhǔn)。　　　　(2)提高玻璃的熔化質(zhì)量。在任何情況下采用電助熔都能改善玻璃的質(zhì)量。這是因?yàn)榧訌?qiáng)了玻璃液的流動(dòng)使玻璃液的均勻性提高了。在玻璃液中引入電能提高玻璃液的溫度，從而玻璃液的粘度降低，澄清過(guò)程加快，熔解在玻璃液中的氣體量顯著減少，這對(duì)玻璃的成形和加工有良好的影響。　　　　我國(guó)有些中小玻璃廠，由于燃料質(zhì)量不好，熔化溫度燒不上去，玻璃液質(zhì)量很差。如果有條件采用電助熔技術(shù)，玻璃液質(zhì)量將會(huì)得到很大的提高。　　　　(3)靈活調(diào)節(jié)出料量。采用電助熔加熱的池窯能夠根據(jù)市場(chǎng)需要迅速調(diào)節(jié)池窯的出料量。在不增加池窯尺寸的情況下，池窯的熔化能力可提高30　　　　50%。電助熔特別適合于需要定期變化出料量的窯爐。這種窯在使用期間熔制玻璃所消耗的礦物燃料不變，而電助熔可以使窯的熔化能力提高到非常大限度。　　　　(4)電助熔裝置尤其適用于有色玻璃。如果是透熱輻射性差的深色玻璃，則在熔化部使用電助熔較為有利。　　　　(5)電助熔裝置尤其適用于難熔玻璃。　　　　玻璃窯爐電助熔加熱的設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)是窯爐的電較排列和功率分布，對(duì)硼硅酸鹽玻璃和有色玻璃的窯爐的電較排列是為了加強(qiáng)池底的能量，對(duì)為了增加產(chǎn)量或調(diào)節(jié)產(chǎn)量的玻璃窯爐電較排列是為了加強(qiáng)玻璃液的對(duì)流。　　　　布置于池底的電較通電后，處于熔融狀態(tài)的玻璃液為一導(dǎo)體。根據(jù)電阻的熱效應(yīng)原理，兩電較間的玻璃液就會(huì)發(fā)熱。同時(shí)，由于電較端部的邊緣效應(yīng)，電較端部附近的玻璃液溫度較高，此處溫度甚至可達(dá)1700℃以上。由于比重的差別，在電較附近就形成了玻璃液流，池深方向各層的玻璃都充分參加了這高等動(dòng)，從而清理了高硼硅玻璃分層所帶來(lái)的問(wèn)題。另外，電較端部在玻璃液中的“放熱”現(xiàn)象及由此而產(chǎn)生的玻璃液流提高了底層玻璃液的溫度，加快了石英顆粒的溶解速度，促進(jìn)了玻璃的澄清和均化。　　　　3．全電熔玻璃窯爐　　　　3.1.減少揮發(fā)的機(jī)理　　　　全電熔厚料層垂直深層電熔工藝，熔化池表面復(fù)蓋冷的配合料，配合料在復(fù)蓋層下加熱，從加熱到玻璃形成的四個(gè)階段，都在同一個(gè)地點(diǎn)，不同的時(shí)間和不同的垂直高度上完成。因此，它可以基本避免在火焰池窯中所造成硼揮發(fā)的存在條件。其機(jī)理是：　　　　(a)配合料層表面工作狀態(tài)平穩(wěn)。全電熔厚料層熔制玻璃時(shí)，由于配合料是很好的絕熱材料，料層的表面溫度可低達(dá)200℃以下，而且料層表面沒(méi)有任何火焰和高溫高速氣流的沖擊，處于平穩(wěn)狀態(tài)，基本上可以避免“飛料”的物理?yè)p耗。　　　　(b)冷爐頂可以回收揮發(fā)物。厚料層的料層厚度一般在100～200mm，表面溫度在200℃以下。從一幅典型的熔制高硼硅玻璃的冷爐頂圖1中，可以看到配合料表面0～40mm這一層，溫度穩(wěn)定在120℃，僅水份在蒸發(fā)，可稱為冷配合料層。高層度在40～80mm，溫度從120℃提高到250℃，硼酸開始分解，稱為熱配合料層，高層度在80～110mm的溫度變化較劇烈，從250℃上升到1000℃，完成了硼硅酸鹽的反應(yīng)過(guò)程，稱為硼硅酸鹽反應(yīng)帶，也可稱輕質(zhì)層。再下一層則是含有大量氣泡和帶有未熔化好砂粒的熔融玻璃，稱為玻璃的熔融過(guò)程，也可稱半熔層。在這層下面就是玻璃的澄清和均化區(qū)域。硼硅酸鹽配合料從表面的料層到輕質(zhì)層，經(jīng)過(guò)溫度從120～1000℃的熱過(guò)程，必然會(huì)發(fā)生硼酸和硼砂在脫水期中的硼揮發(fā),揮發(fā)物由下向上逸出時(shí)，遇到冷的表面配合料層凝結(jié)起來(lái)，便產(chǎn)生硼的回凝現(xiàn)象，而在反應(yīng)過(guò)程中所產(chǎn)生的CO2和NOx氣體很容易穿過(guò)疏松的配合料層逸出。因此，硼的揮發(fā)物可以在這里被回收。應(yīng)用這個(gè)原理，同樣可以回收其它含有氟、鉛和硒玻璃的揮發(fā)性物質(zhì)。由此也很容易解釋薄料層全電熔熔制工藝中硼的揮發(fā)率較高(10%左右)的原因。　　　　(c)澄清和均化在垂直深層方向中進(jìn)行。在垂直深層電熔窯中，在工作流的作用下，玻璃液從半熔層垂直向下運(yùn)動(dòng)，流向流液洞(見(jiàn)圖1)，而玻璃中的氣泡依靠斯托克斯的原理由下向上運(yùn)動(dòng)，由液面排出，完成了澄清和均化過(guò)程。這個(gè)過(guò)程與水平式火焰池窯熔制有非常大的區(qū)別，它好象在垂直管道中進(jìn)行，沒(méi)有與空氣相接觸的自由表面，因此不可能產(chǎn)生硼從玻璃結(jié)合態(tài)中揮發(fā)的問(wèn)題。　　　　從上述的熔化機(jī)理，可清楚地看到，由于硼的燒損減少到較小的程度，玻璃成份波動(dòng)小、穩(wěn)定，這是獲得硼硅酸鹽玻璃的重要工藝條件之一。　　　　3.2.厚料層垂直深層電熔技術(shù)　　　　如果厚料層操作不當(dāng)，不但得不到高質(zhì)量的玻璃，反而會(huì)在玻璃中產(chǎn)生結(jié)石和條紋，使玻璃質(zhì)量變壞。要達(dá)到穩(wěn)定作業(yè)，厚料層電熔的基本工藝技術(shù)，大致如下：　　　　(a)嚴(yán)格控制料層厚度：厚料層全電熔窯，料層的厚度是一項(xiàng)十分重要的工藝參數(shù)，正常操作的料層厚度在100～200mm。太厚的料層使其深層造成更多的冷配合料，熔融玻璃液面溫度降低，玻璃熔化不好。同時(shí)由于料層的絕熱作用，深層的配合料溫度升高，軟化生料，形成一個(gè)半硬殼層，可能伸長(zhǎng)到與四周池壁搭接，形成料拱。氣泡聚集在料拱下排不出去，玻璃液面很快下降，造成脫空現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生玻璃液流空的事故。為了防止料拱現(xiàn)象和使玻璃中氣泡能順利排出，配合料不能完全復(fù)蓋熔化池的表面。按Sorg公司在VSM的全電熔窯的經(jīng)驗(yàn)，配合料復(fù)蓋的面積占液面90%，留出10%面積的光面。熔制普通玻璃，光面留在六角形的六個(gè)角上。熔制乳白玻璃光面留在中心。對(duì)矩形的電熔窯，在池壁四周留出75～150mm的距離。如果料層太薄，配合料表面溫度很快上升，料層的保溫作用和硼的回凝現(xiàn)象消失、達(dá)不到厚料層熔制工藝的目的。另外，加料必須是均勻鋪蓋在玻璃液面上。如果局部地方形成料堆，較后將使料堆下沉，熱的玻璃液包住冷的生料，在玻璃中容易產(chǎn)生結(jié)石、氣泡等缺點(diǎn)。　　　　(b)保證正常條件下的電熱平衡：當(dāng)改變?nèi)鄹G出料量時(shí)，若電工參數(shù)沒(méi)有及時(shí)調(diào)整，很快打破了原來(lái)工作狀態(tài)的電熱平衡條件，而轉(zhuǎn)入不穩(wěn)定狀態(tài)，窯內(nèi)溫度分布曲線和玻璃液的運(yùn)動(dòng)軌跡都會(huì)發(fā)生改變。若加大出料量而輸入功率不變時(shí)，玻璃液面溫度下降，熱點(diǎn)下沉，在窯內(nèi)出現(xiàn)“過(guò)冷”現(xiàn)象，迫使玻璃液面下降，料層變厚，大量的配合料下沉，生料來(lái)不及熔化。反之，出料量變小時(shí)，玻璃液面溫度升高。熱點(diǎn)上移，在窯內(nèi)出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象，使生料熔化速度加快，料層變薄，液面提高，引起耐火材料和電較加速侵蝕。因此當(dāng)改變出料量時(shí)，輸入功率與出料量要匹配好，應(yīng)盡量保持熔制工藝條件的電熱平衡。　　　　(c)建立合理的熔制溫度曲線和穩(wěn)定的玻璃液流：窯內(nèi)玻璃液的溫度差異是產(chǎn)生玻璃液對(duì)流的原因，在厚料層垂直深層電熔工藝中，如溫度場(chǎng)不合理，表面層（半熔層）未熔化好的玻璃液常因少量垂直對(duì)流進(jìn)入工作流使熔化好的玻璃液變壞。正常情況下，半熔層中玻璃液小的對(duì)流將未熔化好的原料托浮起來(lái)，固定半熔層和冷料層的位置。當(dāng)半熔的玻璃進(jìn)入較高溫度區(qū)的加熱區(qū)時(shí)，玻璃熔融過(guò)程就結(jié)束了，進(jìn)入玻璃的澄清均化區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)不要產(chǎn)生強(qiáng)烈的垂直對(duì)流，使所有玻璃都經(jīng)過(guò)了相同的熱過(guò)程，熔制出均勻度高的玻璃。因此在較高溫度帶的溫度分布曲線要平坦，不要發(fā)生大的溫差。根據(jù)這一原理設(shè)計(jì)的電熔窯的溫度分布曲線，有助于獲得熱均勻性好的玻璃。　　　　(d)要有足夠的玻璃液高層度：全電熔窯熔化硼硅玻璃，熔化率要比火焰窯高2-3倍，這樣高的熔化率，又要在垂直深層方向上完成玻璃的澄清和均化，必須有一個(gè)足夠的高層度，滿足玻璃在窯內(nèi)的停留時(shí)間，池深與熔窯的生產(chǎn)能力和熔化率等因素有關(guān)，一般液深在900mm以上。例如高硼硅玻璃6m2電熔窯中，池深1.38m，在15-20　　　　m2的VSM電熔窯中，池深2.2m。　　　　3.3.幾種典型的全電熔玻璃窯爐　　　　3.3.1熔制鈉鈣玻璃全電熔窯爐　　　　主要使用在以下一些地方：　　　　(1)地處風(fēng)景區(qū)，燒化石燃料產(chǎn)生的煙氣及玻璃熔制過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵嚴(yán)重影響風(fēng)景區(qū)的風(fēng)景。環(huán)保局要求該廠停業(yè)整頓或采取了煙氣除塵的地方。　　　　(2)玻璃質(zhì)量要求特別高的品種。　　　　(3)電價(jià)特別低的地方。如一些小的水電站附近。　　　　3.3.2熔制鉛玻璃的全電熔窯爐　　　　(1)鉛玻璃的熔制　　　　采用火焰加熱的池窯熔制鉛玻璃，這種工藝的一個(gè)主要缺點(diǎn)在于熔制過(guò)程中氧化鉛的揮發(fā)，其揮發(fā)量比在電熔窯中熔制時(shí)增加10%。多年來(lái)，鉛晶質(zhì)玻璃是在單坩堝窯、多坩堝窯或日池窯中熔制的。上世紀(jì)六十年代以來(lái)，使用了單元窯、馬蹄焰池窯，玻璃產(chǎn)量、質(zhì)量有了很大提高。用坩堝窯熔化玻璃時(shí)，很難清理粘土坩堝引起的耐火材料結(jié)石。日池窯因玻璃液面波動(dòng)，沖刷耐火材料也引起比較嚴(yán)重的耐火材料結(jié)石和條紋。換熱式連續(xù)熔化的池窯，其缺點(diǎn)是熔化過(guò)程中氧化鉛的揮發(fā)量大，玻璃易分層還原；玻璃對(duì)耐火材料的侵蝕比較嚴(yán)重，容易引起條紋以及空氣污染。這種池窯一般用天然氣或城市煤氣作燃料。如果用重油，會(huì)污染玻璃。　　　　1959年以前建成了靠前座電加熱坩堝窯，采用SiC或MoSi2加熱元件(前者水平安裝，后者垂直安裝)。其功率消耗是相當(dāng)高的。后來(lái)曾用過(guò)電輔助加熱的日池窯。然而，上述電熔方法并不能克服氧化鉛的嚴(yán)重?fù)]發(fā)、耐火材料對(duì)玻璃的污染比較嚴(yán)重以及環(huán)境污染等主要缺點(diǎn)。　　　　(2)鉛晶質(zhì)玻璃電熔窯的現(xiàn)狀及發(fā)展前景　　　　由于鉛晶質(zhì)玻璃易揮發(fā)、分層、還原等特性，因而在池窯熔化中對(duì)溫度、氣氛、窯壓、對(duì)流等工藝參數(shù)非常敏感。通過(guò)實(shí)踐及對(duì)各種燃料、窯型的綜合分析，英國(guó)、瑞典、捷克及西德各國(guó)都一致認(rèn)為全電熔窯是較為合理的，也是比較經(jīng)濟(jì)的。　　　　近十幾年來(lái)許多國(guó)家對(duì)于全電熔窯進(jìn)行了研究，取得了重大打破。現(xiàn)在世界上已有不少電熔窯，它的優(yōu)越性越來(lái)越為人們所注意。　　　　蘇聯(lián)及東歐國(guó)家大力發(fā)展電熔晶質(zhì)玻璃技術(shù)。前蘇聯(lián)上世紀(jì)七十年代初進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)，七四年推廣。在基輔、古雪夫、列寧格勒、烏克蘭、明斯克等藝術(shù)玻璃廠采用，獲得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。　　　　電熔窯在正常操作中，當(dāng)熔化池玻璃液中的電較附近溫度為1370℃時(shí)，熔化池上部空間僅120℃左右。這是因?yàn)樵诓Ａб旱谋砻嬗袔坠�分厚的配合料冷料層，清理了氧化鉛的揮發(fā)(一般火焰熔化池窯中氧化鉛的揮發(fā)高達(dá)10%)，使窯內(nèi)玻璃組成均勻穩(wěn)定，同時(shí)使粉料成本降低、環(huán)境污染減少，總之，電熔窯耗電量雖然非常大，卻節(jié)約了大量氧化鉛，因而電熔窯還是經(jīng)濟(jì)合算的。　　　　(3)鉛晶質(zhì)玻璃全電熔窯內(nèi)電較的選用　　　　目前在鉛玻璃全電熔窯上使用的電較有兩種，一種是氧化錫電較，特點(diǎn)是抗還原能力差，適用于氧化性玻璃；另一種是鉬電較，特點(diǎn)是舒緩反應(yīng)能力差，適用于還原性玻璃。氧化錫電較非常適用于熔制鉛玻璃。在熔制鉛玻璃的電熔窯中，如果使用鉬電較，會(huì)在不同程度上受到氧化，并且玻璃中的氧化鉛被還原，生成金屬鉛沉到熔化池底，這樣設(shè)計(jì)的電熔窯必須每天在池底放料。　　　　(4)我國(guó)鉛玻璃電熔窯的現(xiàn)狀及發(fā)展前景　　　　我國(guó)鉛玻璃電熔窯目前主要使用在以下幾個(gè)地方：　　　　鉛晶質(zhì)玻璃器皿。　　　　光學(xué)玻璃。　　　　寶石玻璃。　　　　燈飾玻璃。后三者都必須與鉑金坩堝共同使用。　　　　(5)我國(guó)鉛玻璃電熔窯使用的窯型　　　　我國(guó)鉛玻璃電熔窯使用的窯型主要有:　　　　(a)T型窯:即上大下小的形狀，氧化錫電較垂直安裝在兩邊的臺(tái)階上，采用單相供電或三相SCOT供電。　　　　(b)矩形窯：上下大小的一樣，氧化錫電較水平安裝在兩邊的池壁上，采用單相供電或三相SCOT供電。　　　　(6)我國(guó)鉛玻璃電熔窯有待改進(jìn)的地方　　　　我國(guó)鉛玻璃電熔窯使用中常出現(xiàn)一些問(wèn)題有：　　　　(a)水套與銀桿斷開，由于設(shè)計(jì)上或操作的不當(dāng)，六支銀桿全部斷在氧化錫電較內(nèi)，造成無(wú)法供電。　　　　(b)氧化錫電較的頭部斷在窯爐內(nèi)。　　　　出現(xiàn)上述問(wèn)題的原因的設(shè)計(jì)人員沒(méi)有掌握鉛玻璃電熔窯的一些特點(diǎn)。　　　　3.3.3熔制硼硅酸鹽玻璃的全電熔窯爐　　　　硼硅酸鹽玻璃在傳統(tǒng)的火焰池窯熔制過(guò)程中，常常會(huì)遇到硼的揮發(fā)逸散損失的問(wèn)題。硼的揮發(fā)不僅使玻璃液不均勻，惡化玻璃質(zhì)量，而且還白白地?fù)p失了價(jià)格昂貴的硼原料。因此，國(guó)外對(duì)減少硼的揮發(fā)問(wèn)題進(jìn)行了長(zhǎng)期研究。迄今為止，硼的揮發(fā)率在10～15%，如果采用無(wú)水硼砂或硼酐作原料，可以降低到5～10%。　　　　自從厚料層垂直深層全電熔窯出現(xiàn)后，給高硼硅玻璃的熔化帶來(lái)了新方法，大幅度降低了硼的揮發(fā)。采用這種方法使硼的揮發(fā)率降低到1～2%。我國(guó)硼硅玻璃的生產(chǎn)基本上采用火焰窯。在高硼硅玻璃系統(tǒng)中，玻璃質(zhì)量達(dá)不到理想程度。 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摘要:結(jié)合日產(chǎn)5噸乳白色氟化物玻璃電熔窯的運(yùn)行情況簡(jiǎn)要介紹了氟化物玻璃的熔制的特點(diǎn)，采用全熔窯熔化氟化物玻璃的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)熔化氟化物玻璃全熔窯的一些注意事項(xiàng) 關(guān)鍵詞：乳白色氟化物玻璃；玻璃電熔窯；拉管 1．熔化乳白玻璃的特點(diǎn) （1）乳白玻璃一般都含有大量較易揮發(fā)的組分，如氟化物等。在常規(guī)火焰加熱的熔窯中，當(dāng)火焰掠過(guò)玻璃液表面時(shí)，就會(huì)有相當(dāng)數(shù)量的揮發(fā)性成分被帶走，經(jīng)過(guò)煙道，升入煙囪跑掉，既損失了大量的寶貴原料，又造成了空氣污染。同時(shí)，由于揮發(fā)損失，使得表層玻璃在成分上變得與其下面的深層玻璃差異很大，結(jié)果造成了玻璃成分的不均勻。 （2）氟化物玻璃對(duì)電較及耐火材料的侵蝕嚴(yán)重。 2．電熔窯熔化乳白玻璃是較好的選擇 當(dāng)采用全電熔工藝時(shí)，熱量是在配合料下面釋放出來(lái)的，各配合料組分產(chǎn)生的氣體要通過(guò)配合料層向上逸出。由于配合料溫度較低，各揮發(fā)分的氣體就會(huì)凝聚在冷的配合料中，而不會(huì)揮發(fā)掉，從而使通過(guò)流液洞流出的玻璃液能與加入窯爐的配合料在成分上基本保持一致，而使產(chǎn)品的化學(xué)成分穩(wěn)定。另一方面，由于減少了揮發(fā)，節(jié)約了寶貴的原料，從而使原料成本降低。在常規(guī)燃料火焰加熱的情況下，配合料中氟化物有大約40%因揮發(fā)而損失掉。而采用全電熔時(shí)，氟化物的揮發(fā)量?jī)H為2%。 3．電熔窯熔化乳白玻璃時(shí)澄清劑的選擇 由于普通玻璃常用的澄清劑As2O3和Na2SO4在高溫下氧化能力很強(qiáng)，使鉬電較氧化，特別是Na2SO4在高溫下分解出O2和SO2的混合體，與鉬反應(yīng)生成MoO3和MoS4，對(duì)鉬電較的侵蝕嚴(yán)重。因此選擇硝酸鹽作為澄清劑，其主要優(yōu)點(diǎn)是：(1)硝酸鹽熔點(diǎn)低，分解溫度低，在配合料的燒結(jié)過(guò)程中就能與碎玻璃的表面作用，因此對(duì)碎玻璃的澄清效果明顯。(2)硝酸鹽的引入，可促使Fe2 向Fe3 轉(zhuǎn)化，有利于乳白色玻璃的脫色。(3)硝酸鹽的分解反應(yīng)是在配合料玻璃液的交界面進(jìn)行的，因此放出的氧氣只是集聚在玻璃液上部，對(duì)鉬電較的侵蝕作用小。 4．電熔窯熔化乳白玻璃時(shí)乳濁劑的選擇 乳白玻璃可以通過(guò)引入氟化物、磷酸鹽和高折射氧化物等方式來(lái)獲得。考慮到電熔窯的特點(diǎn)和原料來(lái)源，選擇氟化物為乳濁劑。為了保證制品具有一定的白度，乳濁劑的含量(以F-計(jì)算)以4～5%為宜。乳濁劑用量過(guò)低時(shí)，玻璃半透明、白度偏低；用量過(guò)高時(shí)，玻璃的白度并無(wú)明顯加大，反而易出現(xiàn)析晶，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使玻璃管表面變得粗糙。 由于氟化物的揮發(fā)是隨熔化溫度提高而急劇加大的，因此，一般乳濁玻璃的R2O含量都較高，以降低熔化溫度，減少氟化物的揮發(fā)。為了促進(jìn)乳濁，改善析晶能力，提高制品光澤，引入一定量的K2O。考慮到電熔對(duì)玻璃液電阻的需求和成形工藝的要求，白色玻璃中R2O的含量約為18～19%。 5．玻璃的配方（重量%）見(jiàn)表1 表1 種類 配方 Si2O Na2O K2O Al2O3 CaO F- 乳白玻璃 66.8 15.3 2.9 4.8 5.9 4.3 6．電熔窯的結(jié)構(gòu) 該窯采取冷頂垂直熔化，生產(chǎn)能力為5T/d，有三排電較（其中底層電較為啟動(dòng)電較，烤窯時(shí)使用，正常生產(chǎn)時(shí)不用，在示意圖中沒(méi)有畫出）。水冷電較保護(hù)。年產(chǎn)1800噸乳白色玻璃管。有關(guān)情況總結(jié)如下。 電熔窯采用地上結(jié)構(gòu)，熔窯非常大高度4m，熔窯主體高3.5m。廠房基礎(chǔ)用石材砌筑，適當(dāng)加固了窯底鋼結(jié)構(gòu)。 電熔窯采用不等邊六角形結(jié)構(gòu)，熔化面積2m2，池深1300mm。熔化池電較孔磚采用國(guó)產(chǎn)的AZS41全致密耐火材料，其它部位采用國(guó)產(chǎn)的AZS33全致密耐火材料，池底采用AZS33全致密簿片磚和搗打料，底部保溫層厚600mm，池壁保溫層厚230mm，以減少窯體的熱散失。設(shè)計(jì)窯齡12～14個(gè)月。 電熔窯熔化池采取冷頂加料，配合料層復(fù)蓋在高溫玻璃液面。料道采用復(fù)合式加熱，上部用硅碳棒加熱，下部用埋入式鉬電較加熱。 電熔窯主電較采用三相供電，電源平衡，不影響電網(wǎng)供電質(zhì)量，有利于電源變壓器功率因數(shù)的提高。電熔窯的裝機(jī)功率800kW，電熔窯的控溫系統(tǒng)采用恒流調(diào)控磁性調(diào)壓器的勵(lì)磁電流的方案。清理可控硅與感性負(fù)載配合使用產(chǎn)生的高次諧波，避免對(duì)電網(wǎng)電流沖擊，提高變壓器的工作效率。 控制系統(tǒng)全部采用集成電路，整個(gè)控制線路集中于一塊線路板上，可靠性高，一旦出現(xiàn)故障，整板更換，不影響生產(chǎn)。整個(gè)系統(tǒng)具有軟啟動(dòng)功能，無(wú)啟動(dòng)沖擊電流，可連續(xù)平穩(wěn)調(diào)壓，手動(dòng)給定自動(dòng)恒流，還具有過(guò)流聲光啟動(dòng)緊急信號(hào)，自動(dòng)過(guò)流保護(hù)，溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)，顯示記錄。 玻璃液間接測(cè)溫，僅反映窯內(nèi)溫度變化，不參加調(diào)節(jié)和控溫。 設(shè)備運(yùn)行正常，成品率達(dá)到96%以上，單位熔化電耗約1.1kW穐/Kg玻璃液，非常大熔化量可接近5T，較低單位熔化電耗僅1.0kW穐/Kg玻璃液。 窯內(nèi)較高溫度達(dá)1450℃，一天的耗電量約為5500Kwh。 7．電熔窯的接線如圖2所示。 8．電熔窯的烤窯 電熔窯的烤窯升溫曲線如圖3所示。電熔窯的烤窯分兩個(gè)階段。首先是耐火材料的烘干階段，這一階段用煤氣作燃料。為了使窯爐的各個(gè)部位都得到烘烤，煙囪擋板應(yīng)合攏，使窯爐系統(tǒng)形成正壓。該階段大約需要持續(xù)兩天。窯爐上部結(jié)構(gòu)的較高溫度應(yīng)控制在200℃左右。第二階段是電熔窯的主要加熱階段。對(duì)電熔窯主體進(jìn)行加熱，在遵循烤窯要求的前提下，盡可能按照升溫曲線升溫。電熔窯溫度在1200℃時(shí)保溫12小時(shí)以上，目的是讓流液洞、上升道和料道在電熔窯加料之前有更多的加熱時(shí)間。 9．鉬電較的電流密度電熔窯熔化乳白玻璃，鉬電較電流密度的變化范圍是0.5～1.20A/cm2。電流密度超過(guò)1.2A/cm2時(shí)，就會(huì)在乳白玻璃制品中出現(xiàn)黃褐色條紋和顏色或咖啡色氣泡。 鉬電較在乳白玻璃液中侵蝕加速的原因是由于玻璃液中含有硫化物(平均含0.3%SO3)和鐵(約0.06?2O3)。鉬電較在電熔窯內(nèi)處于還原性氣氛中，那么形成鐵和鉬的硫化物的可能性大大增加。為了避免上述情況發(fā)生，有必要在玻璃成分中引入2%的氧化鋅以替代氧化鍶，另外再加入少量的硝酸鉀以增加0.5%的氧化鉀。要嚴(yán)格地把鉬電較的電流密度控制在1.1A/cm2以下，這樣就防止出現(xiàn)上述廢品。 電較的損耗為每熔制1Kg的玻璃液平均為0.24g。 10．電熔窯的工藝技術(shù)參數(shù) 該電熔窯的實(shí)際運(yùn)行工藝參數(shù)和電工參數(shù)列于表2。 表2乳白玻璃電熔窯的工藝技術(shù)參數(shù) 產(chǎn) 量 （T/D） 每公斤玻璃 電耗（Kwh） 各層電較功率（Kw） 上層、下層電 較的負(fù)荷比 各層熱電偶溫度（℃） 上層 下層 上層 下層 4.1 1.16 100 98 1：1 1250 1100 11．該電熔窯的生產(chǎn)氟化物玻璃有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)電熔窯熔化乳白玻璃的優(yōu)點(diǎn)之一就是各種生產(chǎn)工藝參數(shù)穩(wěn)定性很高。該廠一周內(nèi)生產(chǎn)的乳白玻璃樣品中經(jīng)化驗(yàn)氧化鈉含量保持在15.0?.1%，氧化鉀含量保持在2.7?.03%，氟含量保持在4.6?.06%。產(chǎn)品合格率大大提高了。 (2)熔制氣氛穩(wěn)定：電熔窯中的氣氛不受大氣和火焰的影響，這為制品的熔制提供了較為方便的條件。 (3)占地面積小，土建要求低：該電熔窯的占地面積為8m2，廠房只需一層結(jié)構(gòu)(主車間高6m)即可，并且基礎(chǔ)不需特殊處理。 (4)建設(shè)周期短，經(jīng)濟(jì)效益顯著：全電熔池窯生產(chǎn)線的設(shè)備材料齊全后，20天完成設(shè)備安裝和烤窯調(diào)試工作。 (5)用電熔窯生產(chǎn)的乳白玻璃的質(zhì)量大大高于采用氣體火焰窯生產(chǎn)的乳白玻璃。 [詳情]