吴江灯头灯具厂日产1吨灯头绝缘子玻璃的全电熔窑的研究设计-00陈金方玻璃电熔炉

本项目共投入资金20万元，该厂提供所需的资金、场地、设备。江苏大学提供技术。先由江苏大学进行调研，制订该电熔窑的初步设计方案，所需的材料、元件的价格、制定详细的明细表。江苏大学负责设计和技术指导，在设计过程中针对灯头玻璃的特点，决定采用钼电极作电极，可控硅+隔离变压器调压供电，窑炉的内衬材料采用电熔锆刚玉砖。窑炉采用全保温。烤窑采用硅碳棒辐射加热。

在设计过程中借用日用玻璃连续池窑的经验，设计成连熔形式。在熔制过程中，直接控制温度必需通过热电偶采集温度信号，如果热电偶与玻璃液直接接触很容易腐蚀，不与玻璃液接触测量温度又不准确。所以采用恒电流间接控温的办法，恒定电熔窑的电流，当窑温降低时，窑内玻璃液电阻升高，要恒定电流，变压器电压升高，功率提高，供热量境加，窑炉温度升高。电极不用水冷，而采用风冷。窑炉采取全保温，节约了能耗。

与国外同类电熔炉相比，有些指标达到领先水平。如国外同样大小的电熔窑电耗在1.4度/ Kg玻璃。该电熔窑：

(1)能连续出料。

(2)玻璃液的温度稳定。

(3)没有粉尘挥发，没有烟气。

(4)电耗在0.8-1度/Kg玻璃。

(5)电极不用水冷。

该电熔窑的正常投产，填补了我国使用玻璃电熔窑生产特大号灯头的空白。克服了对周围大气环境的污染，改善了工人的操作条件，提高了工作效率和产品的质量。该项技术可在相关的行业进行推广应用。

使用该电熔窑生产的玻璃灯头满足了国外客户的质量要求。

电熔窑与坩埚窑的成本比较如下表：

	电熔窑	坩埚窑
原材料(万元)	20.00	30.00(含烟囱和粉尘净化设备)
建窑费(万元)	0.50	2.00
技术协作费(万元)	5.00	1.00
管理费(万元/年)	1.00	5.00
工资(万元/年)	0.50	5.00
折旧(万元/年)	1.00	10.00
能源费用(万元/年)	12.00	15.0

三.电熔窑的结构

该窑采用立式结构，窑炉由熔化池、流液洞、上升道及料道组成。熔化池采用上下两对钼电极，分两层加热。上升道采用一对钼电极，主料道采用一对钼电极加热，两条分支料道各采用一对钼电极加热。其结构见图1。

在熔化池顶部装有6支硅碳棒，供电熔窑烤窑启动时加热用，以保证电熔窑在1000℃左右时电极可以顺利通电。熔化池和流液洞的关健部位采用电熔锆刚玉砖(含ZrO₂33%)。料道采用粘土砖，炉顶采用高铝砖。池墙和池底采用226mm厚的保温层进行全保温。

四.电熔窑的技术指标

电熔窑的技术指标见表1

表1

出料量t/d		1.0
****出料量t/d		1.0
熔化率t/m²·d		2.5
玻璃品种		钠钙玻璃(灯头绝缘子)
能耗(包括料道) Kwh/Kg玻璃		0.8
面积 (m²)	熔化池，	0.25
	流液洞	0.025
	上升道	0.045
	供料道	0.127
	玻璃液流经长度m	2.705
钼电极	φ60mm×600mm	六根
钼电极	φ30mm×400mm	六根
电流调节		自动
加料	加料次数	每20分钟人工加料一次
	碎玻璃	90%
	料毯层厚度	～10cm
	加料空间温度	100℃<T℃<200℃

五.电熔窑的供电

熔化池采用63VA三相隔离变压器供电。次级侧采用星形和三角形二种接法。上升道、料道采用20Kw隔离变压器进行控制。供电分四组、熔化池1组，上升道为1组，两条料道各为一组。五.电熔窑电极有保护

使用国产钼作为电极，其化学成份如下：Mo>99.9% C< 0.004% Fe0.003% Cr<0.003% Al<0.003% Mg<0.003% Si<0.001% Ca<0.01% N₂<0.0026% O₂0.015% 。保护套采用1Cr18Ni9Ti不锈钢。

六.电熔窑的烤窑

在烤窑过程中经过了5天的烘烤，窑温达到1200度，开始加碎玻璃，待玻璃满过钼电极后，钼电极通电。在调试的过程中由于可控硅调压装置的质量问题，可控硅击穿，窑炉保温，同时加紧维修。主要的经验教训是订购原材料一定要选信誉好的企业，不要仅考虑价格。七.电熔窑炉温的测定

在电熔窑正常操作时，采用1 m长带刚玉保护套的铂铑热电偶插在熔化池池壁，进行玻璃液温度的测定，可看出熔化池热点处于上层和下层电极中间；出料量大时则热点向下移，上层玻璃液温度降低。出料量小时形成热炉顶，其空间温度为500℃到800℃。每30分钟一次的人工加料，冷炉顶形成后，电熔炉上部温度低，热损失减少配合料中挥发物损失量亦相应减少。

作者介绍：陈金方（1963），男，江苏泰兴人，硕士，副教授，主要从事玻璃电熔窑方面的研究和设计工作。

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