第二篇全电熔玻璃窑doc

1、谢谢你的观赏第二篇全电熔玻璃窑6全电熔玻璃窑概述 16.1 全电熔窑白优缺点 16.1.1 全电熔窑的优点16.1.2 全电熔窑的缺点 16.2 全电熔窑的分类36.2.1 热顶电熔窑36.2.2 半冷顶电熔窑46.2.3 冷顶电熔窑56.2.4 含有高挥发性组份的玻璃电熔窑 56.2.5 熔化深色玻璃的电熔窑 66.2.6 小型电熔窑76.2.7 中型和大型熔窑76.3 全电熔窑一览76.3.1 Gornelius 电熔窑76.3.2 Souchon-Neuvesel 窑116.3.3 Borel 窑126.3.4 W. Konig 窑156.3.5 Grebenshtchirkov 窑16

2、6.3.6 Penberthy 窑176.3.7 双室电熔窑 196.3.8 铅晶质玻璃电熔窑（T型窑）256.3.9 六角形竖井式电熔窑（德国SOR虫司设计的VSM电熔窑）.276.3.10 “波歇”（Pochet）窑286.4 全电熔窑的熔制特性及其对配合料的要求.286.4.1 电熔窑中的液流情况6.4.2 配合料的制配6.4.3 配合料的化学反应6.5 玻璃电熔窑是玻璃厂防止环境污染的有力举措.306.5.1 降低有害的挥发性玻璃组份 326.5.2 降低挥发到空气中的尘粒 326.5.3 降低了窑炉周围的操作温度 326.5.4 降彳氐了燥音326.6 玻璃全电熔窑的技术经济分析 3

3、36.6.1 粉尘或废气净化设备 336.6.2 能源消耗和热效率346.6.3 基建投资356.6.4 节约的挥发性原料 366.6.5 全电熔窑的技术经济分析实例 367全电熔窑的结构设计 .387.1 全电熔窑的形状 .387.2 全电熔玻璃窑炉的加料 .417.2.1 垄式加料机 .427.2.2 螺旋式加料机 .437.2.3 皮带振动式加料机 .437.2.4 作扇形回转运动的皮带式加料机 .447.2.5 带振动槽的加料机 .447.2.6 旋转播料式加料机 .447.2.7 可倾翻的旋转播料式加料机 457.2.8 带旋转料仓的加料机 .467.3 供电电源和电极连接 .467

4、.3.1 单相系统 .477.3.2 两相系统 .477.3.3 三相系统 .497.4 全电熔窑主要尺寸的确定 .527.4.1 全电熔窑熔化面积的确定 .527.4.2 全电熔窑熔化池最佳深度的确定 527.5 全电熔窑各部位耐火材料的合理选用和窑的保温537.5.1 全电熔窑各部位耐火材料的合理选用537.5.2 全电熔窑的保温 537.6 全电熔窑的热平衡计算 .557.7 电极插入方式的选择 .567.8 供电变压器电流和电压的确定 568玻璃全电熔窑的烤窑和运行 568.1 电熔窑的烤窑 .568.1.1 烤窑要求8.1.2 电熔窑烤窑过程8.1.3 电熔窑的烤窑过程遇到的问题和解

5、决办法8.2 电熔窑的操作 . 588.2.1 熔化温度和输入功率8.2.2 熔化量（翻转限 Turn-Down Limit ）。8.2.3 配合料覆盖层8.2.4 电极插入深度8.2.5 玻璃组成及配合料8.2.7 停电问题8.2.8 电极和电极冷却水套8.2.9 更换电极8.3 电熔窑的运行 . 638.3.1 热顶电熔窑的运行8.3.2 冷顶电熔窑的运行8.4电熔窑的运行实例 . -67例1小型玻璃电熔窑的运行实践. .67例2小型硼硅酸盐玻璃电熔窑操作和换料经验总结70例3 Laurens-Pieree玻璃公司电熔窑的运行情况72例4熔制铅晶质玻璃的“ T”形电熔窑的运行.749全电熔

6、窑的典型实例 759.1 使用硅铝棒间接加热的电热塔塌窑 75例1双塔蜗室的电热塔塌窑 76例2熔制铅晶质玻璃的电热塔塌窑 76谢谢你的观赏谢谢你的观赏9.2 熔制钠钙硅玻璃全电熔窑77例 3 日产 6 t 钠钙玻璃全电熔窑77例 4 日产 0.5 t 白料眼镜玻璃的小型电熔窑78例5 日产3 t 灯泡玻璃的全电熔窑炉84例6 日产6 t 灯泡玻璃的全电熔窑879.3 熔制铅玻璃的电熔窑899.3.1 铅晶质玻璃的熔制899.3.2 铅晶质玻璃电熔窑的现状及发展前景899.3.3 铅晶质玻璃全电熔窑电极的选用89例 7 日产 7t 铅晶质玻璃的电熔窑90例 8 用钼电极熔制铅晶质玻璃电熔窑92

7、例9 日产 1.3t 的铅晶质玻璃电熔窑93例10 日产 3t 的铅晶质玻璃电熔窑93例 11 日产 9t 的铅晶质玻璃电熔窑94例12 用棒状氧化锡电极的电熔窑96例13 用块状氧化锡电极的电熔窑97例14日产13t铅晶质玻璃的电熔窑 98例 15 日产 12t 铅晶质玻璃的电熔窑100例 16 熔化钡晶质玻璃的电熔窑101例 17 熔制铅晶质玻璃的三相电熔窑102例 18 日产 12t 的铅玻璃电熔窑1059.4 熔制硼硅酸盐玻璃的电熔窑1079.4.1 减少硼挥发的机理1089.4.2 厚料层垂直深层电熔技术1099.4.3 高硼硅玻璃熔化特点及使用电熔的优越性110例19 日产1.5

8、t 高硼硅玻璃的电熔窑113例20 日产150kg 高硅氧玻璃的电熔窑116例21日产1.41.8 t硼硅玻璃的电熔窑 119例 22 熔化无碱铝硼硅酸盐玻璃的小型电熔窑121例 23 日产 25 t 和 40 t 的高硼硅玻璃的电熔窑122谢谢你的观赏谢谢你的观赏例24 生产派来克斯硬质玻璃的电熔窑 1269.5 熔制氟乳浊玻璃的电熔窑 127例25日产300kg玻璃马赛克的电熔窑 127例26日产7t氟化物玻璃的电熔窑 129例27日产46t氟乳浊玻璃的电熔窑 130例28日产3t氟乳浊玻璃的电熔窑 131例29日产0.51.5t氟乳浊玻璃的电熔窑 134例30日产1.5t乳白玻璃电熔窑

9、1369.6 熔制有色玻璃的电熔窑 139例31熔制有色玻璃的电熔窑 140例32日产1.5t黑色玻璃白肉电熔窑 1409.7 玻璃纤维电熔窑 144例33 日产2.5t耐碱玻璃球的电熔窑 144例34 日产300Kg耐碱玻璃纤维的电熔窑 1489.8 熔制瓷釉的全电熔窑 1579.8.1 熔制瓷釉电熔窑概述1579.8.2 熔制瓷釉电熔窑的设计和应用 159例35日产11.5t钛白粉搪瓷瓷釉电熔窑 160例36熔制搪玻璃底釉和面釉的电熔窑 1639.9 日池炉式电熔窑 164例37日产500Kg硬质玻璃的电熔日池窑 1659.10 小型热顶电熔窑 168例38生产支架玻璃杆的全电熔窑 168

10、第二篇全电熔玻璃窑6全电熔玻璃窑概述玻璃电熔技术是目前国际上最先进的熔制工艺，是玻璃生产企业提高产品质量，降低能耗,从根本上消除环境污染的十分有效的途径。对于15t/d以下的小型玻璃熔窑来说，在电力充足和电价适中的地区， 用电熔工艺来生产各类玻璃制品的综合经济效益是很理想的；在电价较高的地区，对于彩色玻璃、乳浊玻璃、硼硅酸盐玻璃、铅玻璃、高挥发组分玻璃或特种玻 璃生产也是合算的。过去我国小型电熔窑的应用一直进展不太大，主要原因有两条：首先是人们普遍认为电熔的价格昂贵，熔制成本高，忽视了电熔可带来的整体效益；其次，以往引进的国外电熔窑由于包含大量的技术费用，选材过于讲究，因而投资很大，一座熔化面

11、积不到2m2,日产量4吨的小型电熔窑，少则二三百万元，多则近千万，对于生产一般玻璃制品来说， 是难以接受的。即使引进了也往往因为折旧费用过高而被迫停用。我们设计的电熔窑，以我国的国情为基础，根据产品特点确定适当的窑龄，着重考虑综合经济效益，大量采用国产优质材料，在满足产品质量要求的前提下，大大降低了电熔窑的造价。 以上述规模的电熔窑为例，包括电极和全套电熔自动控温装置在内的设备投资只需约100万元，每次冷修费用也不过十余万元，为玻璃全电熔技术的广泛应用创造了条件。6.1全电熔窑的优缺点1 .全电熔窑的优点(1) 没有废气，防止空气污染由于没有火焰窑的燃烧气体，厂区外不存在有害烟尘弥散的问题。各

12、种挥发物都被配合料复盖。唯一的挥发物是二氧化碳，但它不是污染物，况且 还能加以回收。(2)降低挥发性配合料组分的挥发氟化物的挥发量可降低到火焰加热熔窑的40%左右。氧化铅的挥发量可降低到火焰加热熔窑的1020%由于垂直熔化，在熔化过程中易挥发组份被凝聚在生料层中，当生料熔化时又重新转移到玻璃液中去。表6.2.1表明电熔窑使挥发损耗显著的减少。谢谢你的观赏谢谢你的观赏高24%,乳白玻璃、硼硅玻璃和铅玻璃合格率提高20%A上。(4) 降低因结石造成的产品损失在钠钙玻璃瓶罐生产的一个窑期中，因结石缺陷造成的制品废品率通常仅为0.3%。(5) 在节假日停产后恢复生产的困难较少当一座燃料加热的熔窑节假日

13、停产之后，再恢复生产，至少要半天左右时间。若是全电熔窑，则仅需半天左右时间。(6) 熔窑大修较快一座电熔窑的大修，在十天的期限内( 从加碎玻璃烤炉到出玻璃料)可顺利地完成。窑顶和胸墙蚀损不大，因为它们曝露在高温下的时间不长。现在由于采用较厚的电熔锆刚玉砖铺砌池底，所以电熔窑的寿命是令人满意的。有一座熔制琥珀色玻璃的电熔窑，窑底铺砌 30cm厚的电熔铭刚玉砖，运转了 17年仍然状况良好。(7) 在整个窑期内可始终保持满负荷的出料量：在燃料加热的熔窑中，保持热量输入的能力及玻璃的出料量，往往因燃烧系统恶化而受到限制。在电熔窑中，通过提高电压来提高电功率输入的方法，即可迅速而简便地补偿由于侧墙造成的

14、额外热量损失。(8) 占地面积小：电熔窑仅包括熔化池、流液洞和上升道。(采用目前的耐火材料，熔化率约为 2.2T/cm 2) 。不需要蓄热室、烟道、烟囱。(9) 二氧化碳的回收除了能收集其它可蒸发的配合料组份之外，二氧化碳也可以作为电熔的一种副产品加以收集。每生产出100 吨玻璃， 将放出 15 吨 CO2。 这种气体的纯度达99.5%，只需要经过简单的湿法化学洗涤处理，便适用于商业用途。(10) 10) 热量散失减少，能耗大大降低：全电熔窑是靠玻璃液自身导电来实现其熔化的，它是内热式的。由于是垂直熔化，玻璃液面被一层生料所覆盖，上部空间的温度只有100-250 左右。而火焰炉是靠火焰的高温辐

15、射从表面向内部传导对流来实现的。玻璃液上部空间温度高达1600 ，炉顶散热很大。即使经过热交换设备，废气的温度仍然很高。热效率只能达到 30%玻璃电熔窑热效率可达78%左右。每公斤玻璃y的电耗仅为0.621.2Kwh。( 11)玻璃质量好、效率高、成本低：由于熔化是在玻璃液内部进行，沿熔化池深度温差很小；挥发少，玻璃成份稳定；垂直熔化减少了高铅玻璃的分层。所有这些保证了玻璃液有良好的均匀性、稳定性，大大提高了玻璃液的利用系数，一般可达0.44。日产 1.3T 的电熔窑，熔化池面积 0.5m2出料率高达2.4T/m2d; 12T/d的电熔窑，熔化池面积 4.3m：熔化率 2.8 T/m 2d。(

16、 12)建设投资少由于电窑效率高、能耗低，较建设相同生产能力的火焰窑规模小，占地少、辅助设备简单。比如日产1.3T的一台电熔窑仅用一台60Kw的单相变压器供电即可。(13)全电熔窑易于调节控制，操作范围广，热工制度比池炉稳定。2.全电熔窑的缺点(1) 很多地区，电力费用仍较昂贵。但是，前述各优点通常可以弥补多化的电力费用。(2) 耐火材料的寿命不长，电熔窑所用耐火材料的寿命不如火焰窑中所用的那么长。在采用合适的加料方法，不出现过高的温度， 而且设计的电熔窑大小亦适当， 则电熔窑的窑龄可达34年。因没有蓄热室、窑顶又不会完全损坏，所以电熔窑每次大修所需的耐火材料 费用比较低，停产时间较短，必要时

17、5天(从加碎玻璃烤窑到出玻璃料 )便能实现。综上所述，在环保要求严格、电价低兼、玻璃熔化困难、玻璃质量要求高、生产规模小时可考虑全电熔窑。6.2全电熔窑的分类按电熔窑顶部的温度可以分为热顶电熔窑、半冷顶电熔窑和冷顶电熔窑。按熔化玻璃品种可以分为：含有高挥发性组份的玻璃电熔窑(如硼硅玻璃、氟化物玻璃、铅玻璃、磷酸盐玻璃等)和深着色玻璃的电熔窑。按日产量可以分为小型熔窑、中型和大型熔窑。按液流方向可以分为水平式、垂直式。按横截面形状可以分为矩形、方形、三角形、六边形、园形。1 .热顶电熔窑图6.2.1即是这样一座热顶炉，在顶部装有一个平焰燃烧器，产量可有较大幅度的波动，不必维持一个完全的配合料复盖

18、层。一般来说，在使用燃料加热的窑炉中，兼用电加热措施，不仅可以使炉型变小，而且同时可以降低窑顶温度，从而可以生产出缺陷较少的玻璃制品，使池窑作业所必需的热量分别来自燃料和电能(直接通电)，而且各占1/2左右，就是燃料与电热混合窑(mixed melter)。从配合料下部用电加热以完成大约一图6.2.1配有平焰烧嘴的热顶电熔窑半的熔化，从上方用燃料加热以完成另一半的熔化，这样可以获得象全电熔玻璃那样的优质玻璃。因为燃料加热的费用一般低于电加热的费用，与全电熔相比的主要好处是降低了每吨玻璃的能耗费用。目前在这种熔窑的设计上已出现一种新概念：混合加热熔窑设计的标准熔化率为4T/m2.d。在配合料上方

19、的火焰空间保持适中的温度范围1430。混合加热电熔窑的工作原理是：配合料层从上下表面受热熔化，在熔融碳酸钠层内完成澄清过程，而不需要另外的熔窑面积来负担澄清功能，熔窑结构十分紧凑，该窑型在英国有几座正在使用，电极从池壁插入，窑顶设有燃烧器，当出料量为75T/d 左右时，这种窑炉的熔化池面积为18m2， 熔化 1 公斤玻璃所需要的燃料油和电能分别为95 克 （ 为一般窑炉的40%）和0.425Kwh（全电熔窑的50%）,热效率达46%如果使用了换热装置，热效率可超过 50%燃料费比全电熔窑低。2 . 半冷顶电熔窑如 图 6.2.2 所示，这种电熔窑全部使用电能操作，配置一台位置固定的定位式加料机

20、，出料量的变化使料层在熔化池 内的复盖率发生变化。这种类型的熔化 池既可作成对称型的，亦可做成非对称型的。图 6.2.2 半冷顶电熔窑3冷顶电熔窑通常所讲的电熔窑都是指冷顶电熔窑。如图6.2.3 所示的冷顶电熔玻璃炉为全电能运行， 在整个熔化池的表面有着连续分布 的均匀的配合料复盖层。全电熔窑采用“冷顶” 式垂直熔制工艺。整个熔化池玻璃液表面覆盖着配6.2.3 冷顶电熔窑合料层， 阻挡了熔体谢谢你的观赏谢谢你的观赏向窑顶热辐射，使窑炉上部空间温度降到150 以下。同时配合料中大部分挥发成分在覆盖层中冷凝回流至玻璃，而熔制过程中放出的CO等气体很容易穿过覆盖层进入空间。配合料层下玻璃熔体慢慢地往

21、下流入电极区，玻璃在此区内完全熔化后，开始澄清，再流向熔化池下部，完成澄清匀化过程。熔制好的玻璃经流液洞、上升道和供料道进入工作池。4熔化含有高挥发性组份的玻璃电熔窑对于熔制氟玻璃、磷酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、铅玻璃以及类似的玻璃，最好的方法就是全电熔。在用常规燃料加热的窑炉中，当火焰掠过玻璃液面时，就会有相当数 量的挥发性成分被带走，经过烟道升入 烟囱跑掉。这种挥发性成分是环保不允 许的。挥发损失不会使表层玻璃的成分 变得与其下部的玻璃不同，结果造成玻 璃不均匀。采用全电熔时，热量是在配合料层（说明水平面上温度均一性和配合料的垂直热流）图 6.2.4 电熔示意图（说明水平面上温度均一性和配合料

22、的垂直热流） 下面放出。各配合料组份产生的蒸气通过配合料向上逸，但会凝聚在冷 的配合料中，因此通过流液洞的 玻璃能保持成分稳定，与投入熔 窑的配合料相一致，能够精确地控制玻璃的成分。图6.2.4 说明了这一关系，此图是一座全电熔 窑的截面图，玻璃液的流动是垂 直向下的，热流是垂直向上的，图 6.2.5 电熔中的熔融碳酸钠层具有颇重要的意义。图 6.2.5 是该层的放大垂电熔窑中的全部玻璃基本上都经 历相同的热历史，而采用常规燃 料加热熔化的玻璃则并非如此。玻璃液和配合料之间的界面叫熔融碳酸钠层， 直截面。在该层中，液态玻璃形式过程已经结束，澄清过程也已大体完成，玻璃的颜色已通过有关着色组份的氧

23、化还原状态而确立。四周液态基体中的剩余砂粒已在熔融碳酸钠层下面的玻璃液中最后溶解完毕。若考虑到挥发性成分的节约，上述玻璃采用全电熔的成本是非常合算的。例如采用燃料加热的熔窑，配合料中的氟化物有大约40%因挥发而损失，采用全电加热时，氟化物的损失仅为2%。5熔化深色玻璃的电熔窑采用常规方法熔化有色玻璃时出现热透过性差的问题，如果采用电熔就能大大改善。电热能是在玻璃体内释放的，又可使电流相当均匀地通过所有玻璃，所以只会出现很小的温度差。例如在1.2m 深的电熔池窑中熔化高铁含量的琥珀色玻璃时，靠近池底的玻璃的温度只比靠近表面的玻璃低25° C。 氧化铁含量高达12%的玻璃和氧化铬含量达1

24、.3%的玻璃都易于熔化。6. 小型电熔窑出料量小时，全电熔窑可以直接同火焰窑相比。以往， 通常把小型熔窑限于间隙式日池窑。但日池窑对玻璃质量有一定的影响。超小型电熔窑的设计使得连续出料量低达9Kg/h 、25Kg/d 。 24 小时内在熔化池中连续化料，玻璃液流到一个保持恒定温度的盛料池中，当玻璃被快速取出而液位迅速下降，耐火材料受到的蚀损极少，其原因是盛料池既未经受高温，也未受到各种液流的影响，对已熔化好的玻璃液具有良好的抵抗能力。生产能力为1T/d 钠钙玻璃的电熔窑，其输入功率是熔化池75Kw， 盛料池30Kw。 连续生产4T/d的电熔窑，需要大约 250Kw的电。折算为每天生产 4T玻璃

25、需用6000Kwh,每吨需用 1500Kwh 电。7中型和大型电熔窑当前最大的电熔窑每日生产120T 钠钙平板玻璃，每吨玻璃耗电约780Kwh。 从技术观点上说，并没有限制全电熔窑大小。凡在电费低兼、燃料成本高、环保要求严格那些地区或玻璃含有高挥发性组份的工厂，通常都可采用较大型的电熔窑。熔制钠钙瓶罐玻璃的大型电熔窑的耗电量估计为0.780Kwh/t 玻璃。这个数值根据下述因素不同而有所变化：掺加碎玻璃的量、保温措施、配合料加料方法、操作人员怎样保持连续的配合料层、以及熔窑的窑龄。6.3 全电熔窑一览以前人们曾反复地试用不同类型的熔窑通电来熔化玻璃，如电弧窑、感应窑和电阻窑。电弧窑熔化玻璃失败

26、了，主要是由于电极中的石墨污染玻璃。感应窑是成功的，特别是以实验规模进行的熔化，或者对一些性能范围较窄的光学玻璃进行的熔化是成功的。光学玻璃熔化用的是铂坩锅，由于它生产成本高，这些玻璃的价格也是昂贵的。谢谢你的观赏另外有用硅碳棒或二硅化钼.硅化铝作为加热元件来熔化玻璃的电热坩埚窑。1 Gornelius 电熔窑1925 年 ， 瑞 典 的Gornelius 成功地把电熔玻璃方法运用于普通玻璃和琥珀色瓶罐玻璃的生产上。该窑结构如图6.3.1 所示。这种窑熔化池的池墙设有电极。 配合料从窑头投入， 而玻璃液则从窑尾的料道流出。电极是整块板状纯铁，含碳量C<0.03%。 电极有三吨重。尽管进行

27、强烈水冷却，其蚀损率仍很高。使用含铬量3.8%的电极或镀铬的电极，获得了较好的效果。 这些电极经过强烈的冷却，其蚀损率也可减轻。 后来， Gorenlius 又将纯铁电极改为石墨电极或钼电极。Gornelius 窑 的 第1: GGo纯铁电极;图 6.3.1 Gornelius2 : Fi Fio 电极引线；窑的熔化池垂直剖面和水平剖面二个发展阶段是i933 年建立的硅酸钠（ 水玻璃 ） 电熔窑。该窑的剖面图和平面图如图所示。熔化池与工作池之间用流液洞隔开。由于配合料可以完全复盖玻璃液面，隔热很好，所以熔化池不设窑碹。电极置于凹进去的台阶上，电极获得较好的冷却，侵蚀也减轻。6.3.2此类窑建有

28、两座，一座产 量为 24T/d ， 另一 座每30T/d 。 窑的使用寿命原来是15 至 17 个月。但后来有所延长。每公斤玻璃需用电0.88至0.91Kwh,后来减至0.725Kwh。电极由 Scott 变压器供电。当这种类型的电熔窑后来用于瓶罐玻璃时，窑被细分为熔化，澄清和调节三个独立的池，它们靠底部的流液洞连接（见图 6.3.3） 。熔化池的玻璃液面由配合料层1复盖液面的混合料；2电极；3流液洞复盖，不设窑碹。图 6.3.2 改进后的Cornelius 窑的垂直剖面和水平剖面图在澄清池玻璃液被加热至最高温度，玻璃粘度小，因而在熔化过程中生成的气体可以很有效地排出。澄清池与工作池再用流液洞

29、隔开。6.3.3 熔化瓶罐玻璃的Cornelius 三室窑横剖面、纵剖面、平面图在工作池玻璃液被冷却到适当的温度以便进一步加工。澄清池和工作池碹盖用同一碹顶。电力的三分之二左右用于熔化，其余的三分之一用于澄清。池窑与三相电源连接，图6.3.4 中表示的是一种较好的接法。这种接法要用三个感应调压器或者三个单相抽头变压器。其中的两个用于对熔化池电极供电。另一个对澄清池电极供电。玻璃液流的方向垂直于熔化池电极之间的电力线，但在澄清池里1熔化池；2澄清池；3工作池；5熔化池电极；7流液洞；9澄清池电极；10、 11、 12单相变压器图 6.3.4 Cornelius 三室窑三相电源连接法则与电力线平行

30、。熔化每公斤普通瓶罐玻璃需用电0.950Kwh 。 供 电 容 量 是 1500Kw(3500KVA)。电极是石墨电极。2. Souchon-Neuvesel 窑法国里昂玻璃厂的Souchon-Neuvesel 设计的电熔窑见图6.3.5 。1 熔化池；2工作池；3流液洞；4加料口；5玻璃；7电极水套；8电力线图 6.3.5 Souchon-Neuvesel 窑1 变压器初级绕组；2变压器次级绕组；3 熔化池；4工作池；5电极图 6.3.6 Souchon-Neuvesel 窑与电源连接这种窑保持水平状态的液流，熔化和澄清在同一池进行，但它们与工作池用流液洞隔开。电极是石墨，各对电极接 至 三

31、 相 抽 头 变 压 器 次 级 侧 （见 图6.3.6） 。电极装配在电极支架7 上，可以移动，使电压能调整至需要值。这种类型的窑在操作中证明是成功 的。法国和瑞士曾建了几座，主要用于普通瓶罐玻璃的熔化，也有用于平板玻 璃的熔化。当然它们也存在一些缺点， 例如耗电量很大，每公斤玻璃液需用电6.3.7 窑内横置电极之间能量释放的情况2.3Kwh,原因是玻璃液面未被配合料完全复盖，极大地增加了窑的热损耗。而且比较大的石墨电极也从池内吸收大量的热能。这种窑的另一不足之处是池内电能分布很不均匀， 造成池内某些地方局部过热。如果电极在池内横向相对设置，而且在电极两端之间加上全电压，大部分能量就会在它们

32、的前端释放（ 见图 6.3.7） ，结果这些地方的玻璃液就造成过热。为此瑞士的Borel 教授研制另外一种类型的窑，它主要是在电极分布上有所改进。3.Borel 窑Borel 在老式平板玻璃窑的基础上保留了熔制操作的水平流程，电流由距液面25mm， 横置在窑池上的石墨电 极 供 给 （见 图6.3.8） 。设置在对D1加料区；S熔化区；Al弗克法引上装置；F引上机；E电极面窑墙上的电极互图 6.3.8 Borel 窑相没有电压作用，这点与 Souchon-Neuvesel 窑情况不同；电压在两组相邻的平行的电极之间作用。A一烧结区；B熔化区；C澄清区。1 、 2、 3、 4、 5、 6电极6.

33、3.9 Borel 窑接到三相变压器的连接法2熔化区；3流液洞；4工作池；6接地电极；7人工挑料口带石墨电极的生产透明瓶罐玻璃的电熔窑变压器供电。这样电力线就不是从电极的端面而是从电极的整段表面放出。电极表面的电流密度显著降低（ 仅为 0.3A/cm 2左右 ）。根据图6.3.9 所示来连接电极，各区就能按照熔制工艺的要求达到不同的温度。在加料口与第一对电极之间是烧结区A,在这里配合料开始熔化。从电极1、 2 至电极 3 是熔 化区B,玻璃在这个区域内完全熔化。从 电极3至电极4是高温区C,玻璃在这里 澄清。由于电极位置距液面很近，所以形 成了热分隔把各个区分隔开来。与池的深 度相比，电极的直

34、径是很小的。因此电力线在电极表面高度集中，使表面加热。在整个窑宽的电极周围，玻璃液是比较热的，并造成强烈的对流， 把刚熔化好的或要澄清 的玻璃带往电极处。石墨电极的使用寿命大约为六个月。如果由于蚀损的缘故玻璃液面与电极之间的间距由原来的25mmT大到50mm寸，电极应重新更换。图 6.3.8 所示的Borel 窑用于窗玻璃的熔化，熔1 加料口；化量为每30T/d ，玻璃含15%的5电极；氧化钠， 玻璃液供给两台有槽引图 6.3.10上机。当电极上的平均电压是3X110V,电流是3X 10000A时，输入功率为2000Kw,由输出为2500kwA的三相抽头1 熔化池；2工作池；3电极；4加料口；

35、7液流方向6.3.11 带水平石墨电极的三角形窑另一座同种类型的窑供料给三台引上机，熔化量为5060T/d。输入电量为3500Kw。每公斤玻璃液需用电1.6Kwh， 每公斤成品玻璃需用电1.9Kwh。 这些窑提供的玻璃液相当均匀，可生产优质的平板玻璃。Borel 窑型还可以用于建造小型的电熔窑。图6.3.10 表示的窑用于熔化透明瓶罐玻璃，每天生产58t玻璃液。该窑电力输入 500Kw,电极上的平均电压是 70V,电压可以在5585V之间调节，可供料给两台吸料机，并设有一个人工挑料口。每公斤玻璃液平均电耗1.78Kwh。从这以后，又设计建造了一些采用石墨电极的熔窑。它们中的一些窑型较特殊。熔化

36、少量玻璃时采用三角形，电极布置在三角形的角附近如图6.3.11带垂直电极的这种窑型如图6.3.12 从熔化池通过流液洞流入工作池，这种池窑采用底电极是成功的。因为沿电极的玻璃液被大大加热而向液面泛起，因此 _ , ,，一,1 垂直电极；2流液洞；3加料口；4熔化池玻璃可获得彻底的搅拌。但是这样的安图 6.3.12 带垂直石墨电极的三角形电熔窑排， 熔化好的玻璃与未熔化的玻璃有相 互掺混的危险，所以熔化池与工作池要用流液洞隔开。4 . W. Konig 窑奥 地 利 Bischofshofen 工 厂 在W.Konig 专利获准后，建造了一座使用石墨电极的大型电熔窑，有槽法生产的平板玻璃（见图6

37、.3.13 、 6.3.14） 。这种窑的电极分布特殊，电极对与窑的纵轴垂直，与玻璃液总的流动方向垂直。各电极对的电极长短不一，短电极只用以补偿窑墙带走的热量。电流主要部分在长电极之间流通， 长电极与短电极交错排列。熔化区与稳定区之间有一个平板玻璃池窑通常有的挡砖。电极接至功率为4300KVA的变压1加料口；2熔化区；3主（长 ）电极；4副 （ 短 ） 电极；5电极水套；6 R.S.T 三相供电电力线方向图 6.3.13 装有不同长度电极的W. Konig 窑器。 星形连接，次级电压通过转换抽头而进行调节。变压器的次级电压分为十八挡，在122177V之间变动。电熔窑实际运行功率范围为 2200

38、3000KVA电极直径220mm主电极的电流密度为0.33 0.35A/cm2。副电极的电流密度 0.190.23 A/cm 2,（见图6.3.15）所有这些窑上的石墨电极均通过水冷套插入窑内。1 加料口；2熔化区；3主（长 ）电极；4副（ 短 ） 电极；5挡砖；6冷却区；7引上室；8温度曲线图 6.3.14 Konig 窑内电极和温度的分布5 .Grebenshtchirkov 窑金属电极最初用的材料是低碳钢（0.03%C） 。 建 于 前 苏 联 列 宁 格 勒 的Grebenshtchikov 窑用了大型钢板来作电极。该窑有三条通路（见图 6.3.16） ，通路末端装有表面积较大的钢板电

39、极，靠自然风冷却；由于电极的负荷很小（不超过0.15A/cm 2） ，靠自然风来冷却就可以了。配合料在加料口加入窑内，玻璃液经过流液洞流入工作池。6.3.15 装有不同长度电极的窑接至三相电源通路前端电极的位置使沿熔化通道的温度制度不易调节和给定，尤其电极分隔较远，因此它们之间就需要加上较高的电压。为了解决 上述问题，另一座用钢电极的窑是在其侧 墙上设置电极，这点不同于 Grebenshtchikov 窑见图6.3.17 。该窑用于生产灯泡，建于前苏联埃里温灯泡 厂，熔化池和工作池的深度为0.75m,1钢板电极；2投料口；3流液洞；4成形池凹池；5成形室；6保温层用图 6.3.16 Grebe

40、nshtchikov 窑们之间设有流液洞。在加料区设有三支电 极，两支设于两边墙上，一支设在窑头墙 上，三支电极三相供电。其余电极与单相 电源连接，窑的熔化能力为每5.7T/d 。电量较大时，每公斤玻璃液耗电3Kwh。极的电流密度不超过0.71A/cm2,电极的耗损比较大。1 熔化池；2流液洞；3工作池；4挑料口；5经冷却的钢块电极图 6.3.17 装设钢块电极的电熔窑6 .Penberthy 窑Penberthy 窑的结构如图6.3.18 。 电极适当地倾斜（与水平面呈5°至25° ） 并在窑的侧墙上相对布置。电极是钼做的。每对电极由一个单相变压器供电，这些单相变压器接至

41、三相电网，使电网上的各相承担均匀负荷。这种单相变压器的接线如图6.3.19 所示。加在玻璃液面上的配合料复盖了液面。玻璃的熔化自上而下进行，玻璃液通过窑底的流液洞进入工作池。3流液洞；4成型通道；5主电极；6起动电极；图 6.3.18 Penberthy 电熔窑的横剖面和纵剖面图电极之间的电流将窑炉分隔成两个区域：上面为熔化区和澄清区；下面为均化区。均化区的玻璃液有所冷却。玻璃液经过上升道进入料道。上述Penberthy 窑的表面积为36m2,每天熔化透明瓶罐玻璃90T。每公斤玻璃液耗电0.95IKwh,窑的安装功率为6X750KvA,即4500KvA,电极之间的电压在 170300V范围内分

42、十二挡调节。Tr 单相变压器1 、 2接电极7双室电熔窑图 6.3.19 一对电极接至一个单相抽头变压器（ 1 ） Gell 窑Gell 窑是双室垂直窑，如图6.3.20 。熔化池的表面被加入的配合料完全复盖。电极为板状，200 X 300mm沿熔化池的边墙设置,单相供电，电极之间的电场（温度场）是均匀的。玻璃液通过流液洞和上升道到达工作池，然后进入各料道。工作池也设有电极，通过电极的电流使这部分的玻璃液维持在规定的温度。熔化池和工作池电极之间的电压差使电流通过流液洞从熔化池流入工作池。电极的接线如图6.3.21 。熔化每公斤瓶罐玻璃（钠钙玻璃）， 用电0.9Kwh 左右。熔化每公斤实验器皿用

43、的硼硅玻璃需1 熔化池；2流液洞；3工作池；4料道；5板状钼电极图 6.3.20 用板状钼电极的Gell 电熔窑1 一接电极的500 5000KvA的变压器；2一接电极的25150kvA变压器；3一接电极和电极的 25250kvA变压器图 6.3.21 Gell 窑的接线图用 1.3 Kwh 。这种窑的窑龄取决于电极的使用寿命。（ 2） 捷克 Hradec Kralove 窑这也是垂直方向熔化的双室窑。由流液洞连接熔化池和工作池如图6.3.22 。I 加料口；2料毯；3熔化区；4流液洞；5工作池；6挑料口；7流液洞桥墙；8放料孔；9溢料口；10电极；II SiC 棒；12单相供电抽头变压器；1

44、3 SiC 棒供电的变压器；14 变压器的控制电路；15变压器的控制电路图 6.3.22 Hradec Kralove 的玻璃研究所的窑1、2、3、4、5、6电极；AiA6电极安培计；Ar、A、At一相电流表;Tri、Tr2、Tr3一供电抽头变压器；Mzi、M小Mz变压器的控制电路图 6.3.23 变压器的控制电路该窑主要用于熔化钾钠玻璃， 根据窑的大小，窑每天的熔化量 i-i2T 。熔化池为方形。池深120cm。熔化池表面由配合料完全复盖，料层厚度不超过20cm。连接熔化池和工作池的流液洞宽度相当于熔化池宽度的二分之一。其 长度的选择以玻璃液到达工作池的温度适合于成型加工为宜。而工 作池的大

45、小和形状取决于玻璃的成形方式。熔化池的电极在窑底以六角形布置，连至三个单相抽头变压器， 变压器的初级电压由各相中IR感应调压器Tr i、 Tr2、 Tr 3电源变压器i6电极6.3.24 感应调节器控制的电源变压器的控制电路调节如图6.3.23 变压器次级绕组的中点互相连接，这样就形成了一个六相变压器。 该方案的优点是使熔化池产生的电力线比单用一个三相变压器均匀得多。与各变压器连接的单组电极对之间的电压按熔化池里各区对电量要求，可以很容易地调节或给定。窑内要获得理想的液流，最好设法使电极1 和电极 2 之间释放的电功率大于电极4 与电极 5 之间的电功率。 窑的中部即电极3 与电极 6 之间的

46、输入电功率相同或略偏低于电极1 和电极 2 之间释放的电功率。供给变压器初级绕组的电压可由抽头转换开关进行调节，抽头转换开关接至三相电源的各相，由手动方式给定控制电流。调节器和变压器次级绕组的抽头可以给定各变压器输出电量的大小。感应电压调节器也可用作调压电源（ 见图 6.3.24） 。（ 3）捷克布拉格玻璃工艺研究院设计的电熔窑1 熔化池；2流液洞；3工作池；4流液洞桥墙；5加料口；6废气烟囱；7人工挑料口；8溢料口；9熔化池电极；10流液洞电极；11工作池辅助电极；12硅钼棒加热元件；13放料孔图 6.3.25 布拉格玻璃研究院设计的窑这是另一种双室电熔窑，熔化池和工作池同样用一个流液洞连接

47、如图6.3.25 。配合料加在玻璃液面上棒状钼电极斜置于窑的侧墙上。在接近插入电极高度的平面上形成一个热分隔，把窑分隔成两个区，电极以上部分为熔化澄清区，电极以下部分为均化调节区。 工作池没有配合料复盖，玻璃液由钼电极和硅钼棒电热元件加热。这种窑的型式有多种，有的用于手工操作，也有的既用手工操作又用于自动供料，如图6.3.26 。图 6.3.26 布拉格研究院设计的带挑料口和供料机的窑；该窑通过感应调压器供电，全自动控制。熔化池和工作池的电极的供电调节到输入恒定的电量。 工作池电热元件控制温度。用接触式液面指示器来调节液面，敏感元件设在窑的工作池。该窑熔化钠钙硅玻璃或硼硅酸盐玻璃是成功的。用于

48、熔化硼硅酸盐玻璃时，用熔融石英砖作耐火材料，产量每6T/d ，玻璃窑的电耗为1.7Kwh/Kg 玻璃液。8 .铅晶质玻璃电熔窑（T型窑）图6.3.27所示是Penelectro公司建造的铅晶质玻璃电熔窑。这是一座典型的T型窑。该窑垂直进行熔化，水平安装二氧化锡电极于熔化池池墙上，玻璃液经过流液洞和上升道进入料道，液面由配合料复盖，加料用皮带输送机。熔化池、流液洞和垂直上升道均由电熔锆刚玉砖砌成，并进行保温。铅玻璃的熔化温度不高（ 一般在1370 ） ，因而蚀损较轻。窑顶用吊平石宣，在正常操作时温度仅120c左右。该窑的产量范围很大，从每天 2T/d20T/d玻璃不等。一座产量为9 T/d的窑，

49、每公斤玻璃液用电0.9Kwh,每公斤成品玻璃需用电1.3Kwh,产量为2T/d玻璃的窑每公斤玻璃液用电1.8Kwh,而产量为18T/d的窑，每公斤玻璃液用电不超过0.85Kwh。熔化率一般控制在 3T/m2.d是合理的。窑的使用寿命取决于电极，一般为 22 个月。利用调压器对熔窑供电。该窑熔制是在垂直方向进行的。玻璃液表面覆盖一层配合料（一般为6.5-15cm） ，把熔融玻璃和上层空间隔绝。在配合料层以下，熔化玻璃慢慢地往下经过电极区，该区温度高达14001420C。石英砂在这里完全熔化，玻璃开始澄清，经流液洞和上升道进入料道和工作谢谢你的观赏池。熔制铅晶质玻璃时，熔化率为3T/m2d,熔化池

50、呈长方形状，池深约为 1.6m左右。氧化锡电极做成长度与直径之比为4： 1的圆棒。电极通过电极水套固定在池墙上。水套用以固定电极、冷却电极和冷却电极附近玻璃，以免玻璃液的压力把电极挤出来。循环使用的冷却水必须经过软化处理。冷却水量视电极数量而定，日产 6吨玻璃的电熔窑冷却水量为250升/分。从水套流出的水温不超过60 Co冷却水系统中包括一个高位水塔，以防备突然停电应急使用。玻璃液面覆盖的配合料层使窑炉上部空间温度降至100200度，玻璃中大部分挥发成分在这个温度以下就冷凝了。配合料熔化时逸出的氧化铅量极其有限。正常作业时，配合料放出的CO等气体很容易穿过配合料层进入窑炉上部空间，而挥发成分被

51、冷凝回流入玻璃。普通池窑中 PbO的挥发量为10%电熔窑仅为0.2%左右。下表6.3.1列出了塔塌窑和全电熔窑燃料耗费的范围。为了方便起见，所有的燃料都换算成Kwh/To表 6.3.1项目燃料耗费燃油、燃气的单日弱炉11000-12000Kwh/T 玻璃燃油、燃气的十日弱炉5000-6000 Kwh/T 玻璃电加热单田弱炉2500-3500 Kwh/T 玻璃1T/d连续加热电熔窑1800-2400 Kwh/T 玻璃3 T/d连续加热电熔窑1250-1750 Kwh/T 玻璃6 T/d连续加热电熔窑1000-1400 Kwh/T 玻璃熔制铅晶质玻璃的电熔窑，上部空间高度比较低， 用粘土砖砌成。池墙、流液洞、料道、池底及挑料口均用含 ZrO2r电熔铸刚玉砖，墙厚 300mm池底厚100mm其它为莫来石砖及 保温醇。当以适宜的温度熔化时，耐火材料的侵蚀非常小，玻璃中结石极少。尽管池炉耐火材料的侵蚀非常缓慢，它的炉龄还是有限的，池炉冷修周期约4年，每吨玻璃的最高成本与 多塔期熔化的成本相等。电熔窑的玻璃质量比塔塌窑的好，成品率较高。工作池、料道及挑 料口寿命为八年。谢谢你的观赏谢谢你的观赏谢谢你的观赏6T 的 T 型电熔窑结构图1分两排设置的水平电极；2配合料耙；3流液洞中的辅助电极；4料道图 6.3.28 六角形竖井式电熔窑图