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您的位置:网站首页 > 最新文章玻璃电熔炉大型化是今后的发展方向
陈金方 孙帅 庄宝彬
(江苏大学材料科学与工程学院,江苏 镇江 212013)
一.玻璃全电熔池窑大型化的必要性
玻璃电熔窑炉是目前国内******的玻璃熔制技术。由于环保的要求越来越高,玻璃制品的质量要求也越来越高,玻璃工厂采用电熔窑炉已经是大势所趋。
前几年,玻璃电熔炉主要是10t/d以下的小型窑,在电力充足的地区,用来生产各类玻璃制品;在电价较高的地区,用来生产特种的玻璃(如彩色玻璃、乳浊玻璃、硼硅酸盐玻璃、铅玻璃、高挥发组分玻璃或其它特种玻璃)。
最近两年,国际上石油的价格不断上涨,用电与用油来熔化玻璃的价格基本持平。而对于大型的玻璃窑炉,考虑综合成本,用电可能更经济一些。
日产30吨与日产10吨的电熔窑相比,吨玻璃投资大幅度降低,吨玻璃用工减少2倍多。最主要的是吨玻璃能耗降低30%,这个指标意义重大。从大的方面来讲符合现阶段国家的能源政策,符合创建节约型社会的大政方针。从小的方面讲,生产厂家可大幅度降低成本,在市场竞争中处于有利地位。
二.10000伏供电的必要性和可能性
玻璃全电熔池窑大型化,如果还使用380伏供电,必定会带来诸多不便。对于日产30吨以上大型的玻璃电熔炉,需要2000KVA的电力供给。
(1)如果采用380V供电,从投资角度上讲,首先要有2000kVA的配电房和2000kVA的电力变压器,其次从电力变压器至窑炉变压器要用很大截面积的电缆。从能耗角度上讲,采用电力变压器必然要增加一次能耗和变压器的铜损;采用大截面的电缆,也必然要增加电能损耗。如图1所示,380V供电熔化池和其它设备。
(2) 如果采用10000V供电,从投资角度上讲,不需要先将10000V转换成380V,少一台电力变压器,这一部分的配电房也可以省掉了。从能耗角度上讲,减少了电力变压器的电力损耗。如图2所示,熔化池10000V供电,其它设备380V供电。
三.几座大型玻璃电熔炉的概况
从1992年本人参加贵州日产30吨乳白玻璃的电熔炉开始,至今已经设计了5座日产30-40吨玻璃电熔炉,在此作一简单的归纳和总结。
工厂 |
贵州 |
吉林 |
河南 |
广东 |
四川 | |
窑型 |
六角型 |
六角型 |
矩型 |
六角型 |
六角型 | |
熔化部面积 |
12.5m2 |
13 m2 |
20 m2 |
12.5 m2 |
15 m2 | |
池深 |
1.8m |
1.8m |
1.2m |
2.0m |
1.8m | |
日出料量 |
30 |
26 |
40 |
30 |
30 | |
流液洞结构形式 |
下沉式 |
下沉式 |
不沉降 |
不沉降 |
不沉降 | |
窑顶结构 |
吊平碹 |
吊平碹 |
吊平碹 |
吊平碹 |
吊平碹 | |
主要部位耐火材料 |
AZS41电熔砖 | |||||
窑炉保温 |
大规格硅线、 石砖的保温 |
标准保温砖、保温留砖逢 | ||||
加料方式 |
刮板机均匀布料 |
皮带加料机均匀做X.Y运动加料 |
机械加料 |
人工加料 | ||
流液洞电极的布置 |
底部垂直插入、间接水冷 |
底部垂直插入直接水冷 |
不设电极 | |||
窑顶温度 |
冷炉顶 | |||||
窑炉电极布置 |
对称布置,上层6支,中层6支,下层1支 |
对称布置, 上层8支,下层8支 |
对称布置,上层6支,中层6支,下层1支 | |||
成型方式 |
工作池接一条料道,一台行列式制瓶机 |
工作池接三条料道,三台制杯机 |
工作池接一条料道,四台吹棉机 |
工作池接二条料道,一台压机,一台离心机和两个挑料口 |
工作池接一条料道,一台压延机 |
四.日产量不同的电熔炉的几项指标对比
下面就我设计的1.0平方米,1.7平方米,5.3平方米,12.0平方米全电熔池窑在投资、占地面积、能耗等方面比较如下:
厂别 |
四川 |
江苏一 |
江苏二 |
福建 |
山东 |
河北 |
广东 |
熔化面积 ㎡ |
0.15 |
1.00 |
1.70 |
1.80 |
5.30 |
5.30 |
12.00 |
池深m |
1.05 |
1.05 |
1.05 |
1.40 |
1.05 |
1.60 |
2.00 |
熔化体积m3 |
0.15 |
1.05 |
1.78 |
2.52 |
5.56 |
8.48 |
24.00 |
占地面积 ㎡ |
3.00 |
10.00 |
10.00 |
10.00 |
30.00 |
30.00 |
50.00 |
投资(万元) |
30.00 |
60.00 |
100.00 |
140.00 |
250.00 |
250.00 |
400.00 |
吨玻璃投资 (万元) |
100.00 |
40.00 |
33.33 |
28.00 |
31.25 |
31.25 |
13.30 |
产能(吨/日) |
0.30 |
1.50 |
3.00 |
5.00 |
8.00 |
8.00 |
30.00 |
单耗(kwh/kg) |
4.00 |
2.00 |
1.70 |
1.40 |
1.30 |
1.30 |
0.90 |
用工(人) |
7 |
7 |
7 |
7 |
7 |
7 |
13 |
成型工艺 |
压玻璃珠(人造宝石) |
玻璃茶具 |
玻璃仪器 |
玻璃管 |
玻璃瓶 |
玻璃管 |
器皿 |
虽然生产的玻璃品种不完全相同,但从窑炉的大小基本可以看出,电熔炉越大,单耗越低,吨玻璃的投资越低,吨玻璃用工人数越少。
五.国外运行的日产180吨玻璃的电熔窑情况介绍
美国一座日产180吨玻璃的全电熔冷顶窑炉于1982年6月建成投产,1985年12月第一次停炉重建。如图3所示,日产180吨玻璃的全电熔窑炉示意图。
该电熔窑采用长方形结构,棒状底插电极,使用24根钼电极,由斯柯特变压器供电。窑的长度11.6m、宽度5.8m、深度1.4m,熔化池面积67.3m2,熔化池体积94.2m3。
池壁和底部采用AZS41电熔锆刚玉砖,流液洞采用铬刚玉砖。流液洞采用沉降式,装有两支钼电极,用于启动和防堵。
玻璃的基础配方是:
SiO2 |
Al2O3 |
CaO |
MgO |
Na2O |
K2O |
Fe2O3 |
70.0 |
3.7 |
9.5 |
0.3 |
13.5 |
2.3 |
0.2 |
生产无色玻璃时日出料量为110-130吨,生产果绿色玻璃时日出料量为150-200吨,生产翡翠绿玻璃时日出料量为130-155吨。配合料含碎玻璃10%,电耗为每吨玻璃825-925度电。
在三年半的窑期内,没有结石、没有条纹。
六.国内运行的日产120吨玻璃的电熔窑
1986年昆明平板玻璃厂引进KTG公司日产120吨玻璃的电熔窑,用于生产平板玻璃。E25-E36为12支底插启动电极,烤窑结束后由顶插E1-E24电极供电。如图4所示,日产120吨玻璃的全电熔窑炉示意图。
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