陈金方　庄宝彬　孙帅　

（江苏大学材料科学与工程学院，江苏  镇江 212013）

摘要：本文总结了作者设计的2座日产8吨中性硼硅药用玻璃电熔炉经验。简明扼要的说明了中性硼硅药用玻璃一些设计原则和操作经验。用电熔炉生产硼硅药用玻璃节约能源成本、产品质量大幅度提高。

关键词：硼玻璃电熔炉；药用玻璃管；药用玻璃瓶

由于硼玻璃易挥发、分层、结皮等特性，因而在池窑熔化中对温度、气氛、窑压、对流等工艺参数非常敏感。通过实践及对各种燃料、窑型的综合分析，一致认为全电熔窑是最为合理的，也是比较经济的。

作者本人于2004年设计了一座日产8吨的电熔炉，用来生产中性硼硅药用玻璃瓶，该电熔炉已于2005年10月30日通过了国家食品药品监督管理局和中国医药包装协会组织的专家鉴定。又于2007年设计了一座日产8吨的电熔炉，用来生产中性硼硅药用玻璃管。该电熔炉一次性调试成功，生产出了合格的玻璃管。

在此对这两座日产8吨中性硼硅药用玻璃电熔炉的设计、操作、运行管理做一简单的总结，供从事这方面研究和设计的工程技术人员参考。　

1．两座日产8吨中性硼硅药用玻璃电熔炉都是采用的长方型结构

   是河北厂和山东厂生产中性硼硅药用玻璃电熔炉的简图，典型的长方形型窑，垂直进行熔化。玻璃液经过流液洞和上升道进入料道，液面由配合料复盖。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。

    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1480～1560℃。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主料道和支料道。

    钼电极水平安装，通过水套固定在池墙上。水套用来固定、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。冷却水量视电极数量和电流大小而定，从水套流出的水温不超过60℃。冷却水系统包括一个高位水塔，以防备突然停电应急使用。

2．两座电熔炉的比较

两座电熔窑的有关参数列于下表1。

    电熔窑的上部空间位于熔化池之上，由碹 、炉门和窑墙围成。位于一侧的炉门，在烤窑时使用，炉门中央设有加料门，为热装碎玻璃用。

3．两座电熔窑的主要区别

    2004年山东厂采用玻璃电熔炉生产中性硼硅药用玻璃在我国是一新生事物，首先料方是生疏的，火焰窑可以使用的料方电熔窑不一定能使用，需要做一些调整。包括配合料成份的选择，颗料度的选择，水份的控制，澄清剂的选择，用量的选择，纯度的控制等。例如，在调试的最初阶段，由于原料的纯度达不到要求，在电极的周围出现四个脸盆大的红眼晴，大量的热量从这四个眼晴中跑掉了，给人的假象是变压器的二次电压不够高，电熔窑的温度升不上去，玻璃液中一些小的灰泡排除不掉。后更换原料，提高纯度，两天后即好转。

    2007年河北厂设计的生产中性硼硅药用玻璃的电熔炉已是我设计的第二座，有了第一座电熔炉的设计经验，无论是选材上、窑炉结构还是调试经验都上了一个台阶。实际上药用玻璃内在的和外在的质量要求比普遍玻璃要高得多。考虑到人体健康的因素，有些原料在药用玻璃上是不允许加的。在设计第二座电熔窑时，这些因素就都考虑进去了。电熔炉的池深进行了适当的调整。并增加了一层电极，使用三层电极供电。

4．两座电熔窑的操作

　　玻璃电熔炉在操作上与火焰窑有一些本质上的区别。如果一味的套用火焰窑操作经验，其结果只会适得其反。

玻璃电熔窑也讲究“四大稳”，不过这“四大稳”不完全等同于火焰窑上“四大稳”。

玻璃电熔窑讲的“四大稳”是指：

（一）配方稳，不仅指玻璃配合料的理论配方要稳，而且加的原料的品位要相对固定。特别是碎玻璃的量要相对稳定。上述因素的变化必然导致电熔炉送入电量（也就是热量）的变化，也就是电熔炉内流场的变化。

（二）加料量稳，加入的配合料的量要稳定。在输入功率不变的情况下，加入量变大，必然导致冷料毯加厚；加入量变小，必然导致冷料毯变薄。造成电熔窑工况的不稳定。

（三）出料量稳，流出的玻璃液的量要稳定。流出的玻璃液的量变化，必然导致玻璃液面的波动。同样会造成电熔窑工况的不稳定。

（四）电熔窑采用的恒电流控制。类似于火焰窑上恒温控制。是间接恒温控制。

5．河北厂电熔窑的能耗

河北厂曾先后使用重油、煤焦油、城市煤气等多种能源生产硼硅药用玻璃管，对不同燃料的玻璃能耗进行比较，列于下表：

6．河北厂电熔窑生产的硼硅药用玻璃管的质量

　　从使用电熔窑的实际情况看，与火焰炉相比产品质量无论在规格尺寸上，还是外观质量上均有较大的提高，玻璃液的利用率可以达到90%以上。气线、结石、条纹缺陷基本没有。

对玻璃管检测分析数据如下表2。

主要参考文献

1. 韩建国.药用玻璃全电熔生产工艺控制探讨.全国玻璃工业节能新技术交流大会文件. 青岛.2008.

2. 陈金方.熔制硼硅酸盐玻璃的电熔窑――浅谈窑型、冷炉顶、配方三者关系[J].玻璃与搪瓷，2004，（5）：24-25.

3． 陈金方.玻璃的电熔化与电加热.上海.华东理工大学出版社，2002.

4． 陈金方.玻璃电熔窑炉技术.北京.化工出版社，2007.

5． 陈金方.硼硅玻璃电熔炉设计和调试过程的体会[J].玻璃与搪瓷，2006，（4）：26-28.

作者介绍：陈金方（1963），男，副教授，硕士生导师，《玻璃的电熔化与电加热》和《玻璃电熔窑炉技术》编著。主要从事玻璃电熔窑方面的研究和设计工作。联系电话：0511—88791451，手机：013951280541  　E-mail:jfchen@ujs.edu.cn