玻璃电熔炉.doc

玻璃电熔炉 中国玻璃2001年第1期 1.前言 玻璃电熔炉 陈金方 江苏理工大学镇江212013 目前玻璃厂生产玻璃的窑炉都采用煤, 重油,煤气或天然气等燃料.窑炉的结构有 坩埚窑,池窑等.这些窑存在原料挥发损失 大,质量不易控制,热效率低等缺陷并且燃 料的烟气,炉渣,噪音,粉尘(尤其是Pl,F 等原料)对环境造成严重污染.坩埚窑是小 批量,多品种,间歇式作业生产的窑炉,自动 化程度低,劳动强度大,并且受到熔制温度 及耐火材料的限制,玻璃的质量一般不高. 池窑相对于坩埚窑来说,玻璃的质量要好一 些;但池炉是连续生产,中问不能停炉,并且 不可能中途更换品种.更主要的缺点是一次 性投资大. 为了解决上述问题.提高玻璃的产品质 量.节能,保护环境,节省投资,采用电熔炉 熔制玻璃是最佳途径. 2.玻璃电熔炉的工作原理和优 点 电熔技术是本世纪发展起来的一种新 技术,在玻璃行业已获得了广泛的应用,而 在我国玻璃行业尚有待于进一步的推广应 用. 2.1电熔炉的工作原理 玻璃在低温下几乎是绝缘体,而在高温 下熔融的玻璃是一种良导体.在熔化的熔体 内插人电极,利用电流的焦耳效应在熔体内 加热,将熔炉设计为塔形,粉料由窑炉的上 部加人,中部进行熔化,底部进行澄清,均化 等.电能的转换热效率高达90%以上. 熔融玻璃的导电率是温度和组成的函 数,常常采用物理模拟和数学模拟的方法进 行测算,用来作为设计的依据. 2.2电熔炉的优点 (1)有利于环境保护.电熔炉是冷炉顶 的,上部的冷料毯的温度仅为lO_2o0, 几乎是密封系统,可以大大减少某些组份的 挥发.排出的废气极少,也投有噪音. (2)能实现熔制过程的自动化.上部由电 磁振动式加料机加料,括板机括平.加料速 度由液面控制仪来控制,温度通过可控硅电 压调整器调节电熔炉的功率实现. (3)热效率高.电熔炉是通过窑炉内玻 璃液本身的焦耳效应来加热的,向周围散失 的热量极少. (4)可以获得稳定,均匀,高质量的玻 2001年第1期中国玻璃 璃.电熔炉熔制的玻璃的理化指标比火焰窑 熔制的要好得多. (5)操作灵活.电熔炉可以设计各种形状 和犬小,日产几十公斤至几十吨.小型电熔炉 可间歇性生产,重新启动仅需6小时左右.既 保持了坩埚窑的优点.又具有池窑的长处,连 续和间歇兼容. (6)占地少,投资省,上马快.电熔炉的投 贷仅为火焰窑的1/2-2/3. 3.电熔炉的设计 如图1所示,是一种典型的六角形窑,适 宜于三相供电.如图2所示是典型的供人工 挑科的电熔炉.主要由窑体,加料系统(台{葭 1.炉项2’.烟由3.冷料毯4.炉体 5.炉墙6.妒底7.保温屡8.流液洞 9.加料机l0.括板机11.电极12.上升道电极 13.上升道14.流波澜电板 圉1vsM全电熔炉示意固 用于火焰烤窑时工作,正常生产时拆除,高度 2m左右. 妒顶2.配合料毯3.加料口 电极池墙6.池底 保温砖8.辐射如热元件9.挑料口 . 玻璃波.11.流波调12.放料孔 1田2含人工挑料口的电熔炉 {如果机械成型则接电加热料道. 3.1电熔炉窑体的确定 (1)电熔炉炉型的确定.首先根据置 换时闯和每天的日产量来确定炉膛的容 积.然后根据电熔炉日产量和电网的供 电情况确定是栗用单相供电还是三相供 电.通常三相供电的电熔炉则采用六角 形或三角形的窑炉.单相供电的电熔炉 则采用长方形或正方形的窑炉. (2)耐火材料的选择.与玻璃液接触 的炉体材料采用电熔锫刚玉砖,电熔锆 刚玉砖在高温下具有很好的耐侵蚀性. 一 般窑龄可以达到4—5年.并且高温绝 缘性能很好.在炉体外部采用石棉板,轻 质保温砖进行保温.窑炉空间部位的侧 墙则采用粘土砖.小型屯熔窑的炉顶用 大型粘土砖盖板.大型的电熔炉的窑顶 则采用吊平弦. 中国玻璃2001年第1期 3.2加料系统的设计 采用探针式或激光式液面控制仪来测量 液面., 采甩电磁振动式加料机或螺旋推进器加 料.以出料速度来控l制加料速度. 3.3电气控制柜的设计 (1)恒温自控.采用xcT191动圈式温度 指示调节仪.由铂铑—铂热电偶作温度检测 元件.热电偶产生盼直班电势r讯号输入 XCT191仪表,再控制一可控硅调节 器.热电偶的氧化铝陶瓷套管不耐熔融玻璃 液的侵蚀,必须在热电偶瓷管的外部再套一 层保护套管.该套管已在我校投入生产. (2)恒流控制.玻璃的电阻是温度和组成 的函数,配方确定之后,则熔融物的电阻与温 度成了一一对应的关系.而电阻又是电压和 电流的霸教所以恒定了电流.也就恒定了 温度.并且恒漉在可控硅变流调压装置中较 易实现,且灵敏高,稳定性好.该方案我们已 装配成成套的设备出_曹.’ (3)使用可控硅交流调压系统要注意做 到:可控硅触发器的脉宽要大,触发功率要足 够,若不够必须将脉冲加宽及功率放大.并 采