1．成型通路电加热的设计和运行

    成型通路是玻璃熔窑的重要组成部分，是把来自熔窑的熔化好的玻璃液供给平板玻璃、玻璃纤维成型的一条“料道”。它的作用是将玻璃液调节到成型时所需要的粘度。通路内玻璃液温度的均匀性和稳定性将直接影响到产品的产量和质量。因此，通路的加热技术起着重要的作用。用钼电极对通路的玻璃液直接加热除能达到玻璃液温度均匀和稳定以外，还有明显的节约能源和消除公害的效果。在平板玻璃和无碱“E”玻璃纤维等池窑通路中得到了广泛的应用。

(1)电加热通路基本结构，埋入式钼电极电加热通路的结构有两种形式。

    图16.2.1为水平棒状电极的布置，电力线与玻璃液流方向相平行。图16.2.2为板状电极的布置，电力线与玻璃液流方向相垂直。

   这两种电极布置各有它的特点和适用范围。图16.2.1的电极用圆棒钼电极，也可用板条状电极。既可适用于较宽的通路（一般可以在500-600mm），又可用于较窄的通路（150-200mm）；既可以按工艺要求分区加热、分区控制；又可减少单位长度通路上电极布置的数量，但其缺点是电极尺寸不能太大，在较大负荷下电极表面电流密度较大（大于1.0A/cm2），电极表面容易过热，致使玻璃液质量恶化，并有可能破坏纵向（沿液流方向）玻璃液温度分布的均匀性。

   板状电极布置是采用由引电棒组合成的“T”字形钼电极，除不能在宽度较窄的通路结构中布置外，适用范围较大，可以根据不同的温度要求，随意配置电极对数，达到****的温度分布，同时板状电极面积较大，使用的电流密度低，既延长了电极寿命，又可以避免玻璃液温度局部过热现象。另外，对高温电阻率较高的玻璃（例如E玻璃）工作电压较低，安全措施可大大简化。但它的缺点是电极配置的数量较多，钼用量较大，以及电极更换困难。

(2)电加热通路计算，电加热通路计算是一种电-热平衡计算，其电工参数（电流、电压）计算可以由下述方程式决定：I2·K·r=q1+q2+q3      式中  I-输入电极之间的玻璃液的电流（A）；K-电极间玻璃液电阻修正系数；ρ-玻璃液高温电阻率（Ω·cm）；1-电极之间的距离（cm）；s-通路导电截面积（cm2）； q1-通路墙体和小孔散热功率（W）；q2-冷却系统带走的热量（W）；q3-带入通路的玻璃液热量（W），（应取负值）。

(3)电加热通路运行特点和节能效果:使用钼电极直接加热，玻璃液温度比较均匀和稳定，图16.2.3是池窑拉丝通路中电加热和火焰加热温度分布对比曲线。

   由图16.2.3 电加热通路玻璃液温度分布有两个特点：其一，它的玻璃液垂直温差远小于火焰加热通路的垂直温差，其二，电加热是内热源供热形式，玻璃液内部温度高于表面温度，这与火焰加热方式恰恰相反，火焰空间温度大为降低，有利于延长通路寿命和减少耐火材料对玻璃液的沾污。此外，只要对通路侧墙加强保温，横向温差可达到5℃以内。图16.2.4是用埋在玻璃液面下热电偶测量记录的温度变化对比曲线。电加热采用恒流控制，热电偶测点温度变化小，其稳定性可以达到±5℃。

另外，电加热通路运行时无噪音和燃气排放物，没有公害。

    电加热通路能量消耗在5-9Kwh/m·h的范围内，折合一次能源相当于25800Kcal/m.h的热量（已考虑到发电效率）。而火焰加热通路热耗在40000-50000Kcal/m.h之间。二者相比，电加热通路能源消耗节约近一倍。

  钼电极直接加热通路，已广泛应用到工业生产中。这项技术是通路温控技术的新发展，它已在生产中显示出多方面的功能：节约能源，消除公害，提高玻璃液温度均匀性和稳定性，提高产品质量和产量。尤其在拉丝池窑通路中使用，不但具有上述的优点，而且通路液面加深，使拉丝产量可以相应提高。

例1  生产E玻璃的池窑通路电加热

  所谓E玻璃是碱含量在1%以下的一种钙硼硅酸盐玻璃。E玻璃中的字母“E”字，表示此种玻璃具有优良电气性能（高电阻及介电常数）。该玻璃主要由SiO2 、CaO 、Al2O3 、B2O3  组成。所有的金属氧化物均在1700℃以上熔化，只有B2O3能在适当的温度下形成熔体。可是B2O3最容易挥发。其含量的微小偏差就能引起玻璃性质的变化。该玻璃的析晶上下限之间的范围非常小，粘度曲线也很陡。

表16.2.1  E玻璃的配方

1． 传统的池窑及工艺

    E玻璃通常在带换热器的横火焰单元池窑中熔制。由于玻璃液有强烈的侵蚀性，所以池壁砖用纯度较高的氧化铬砖，窑底用氧化锆砖。在通路中有许多气体烧咀使通路中的玻璃液温度保持恒定。在通路底部开有槽口，其间距约为70cm，玻璃液即从这里流入电阻加热的铂漏板中，漏板上有许多小的漏咀（400-4000个）。漏孔直径为0.8-2mm，玻璃液从每个漏孔流出后形成一个细流股，并被拉丝机头拉成所需直径的单丝。

2． 拉丝的漏嘴

    一个漏咀的玻璃液流量D可以用泊肃叶方程式表示：方程式：D=K.r4.h/(l.η)   （其中r为漏孔直径，h为玻璃液面高度，l为圆柱形漏孔的长度，η为玻璃液粘度）。

为了获得所需的单丝直径，漏咀尺寸、玻璃液温度和拉丝速度相互间必须成一定的比例关系。对于一定的漏咀尺寸和所需的单丝直径来说，可以用提高玻璃液温度、降低粘度、改变拉丝速度等方法。

    在通路中漏咀上方的玻璃液高度一般为55mm，提高这个高度同样可以增大流量。然而燃气烧咀的热能是从通路上方传送给玻璃液的，所以必须在提高玻璃液高度的时候，进一步提高玻璃液的表面温度，这样才能使流入漏咀底层玻璃液的粘度保持不变。但E玻璃液中的硼有挥发的倾向，这种倾向随着温度的升高而增大。可是玻璃中的硼含量在很大程度上决定了E玻璃的性质（如粘度和析晶倾向等）。

    一个漏咀的作业效率取决于它的不间断运行时间。一个漏咀内的玻璃液短时间内受到干扰甚至中断，就会造成断头，玻璃液在重力的作用下往下流动，并形成一个液滴，液滴下落时又拉出一根粗纤维，它碰断了相邻的各根纤维，因此中断拉丝作业，使所有的纤维在拉丝机上重新上丝。对漏咀的干扰源可能是：玻璃的不均匀性、未熔化的配合料颗粒、析晶的玻璃、气泡、耐火砖结石或冷凝物等。

3.肖特工厂的E玻璃池窑和通路的结构

    肖特工厂吸收其它玻璃生产方面的经验和技术，建造了一座玻璃池窑及其通路，向漏板提供光学纯的、热均匀和化学均匀的玻璃液。由于环境保护的原因，玻璃中不含有常用的含氟澄清剂，漏咀应具有高的出料率。

    图16.2.5中显示了池窑的结构及其对传统池窑的修改。池窑熔化部面积为38m2 ，池窑类型是单元池窑。在二侧有2台加料机。在配合料中用硫酸盐代替含氟澄清剂。整个玻璃液面被一层泡沫层所覆盖，严重地阻碍了对玻璃液的热传导。为此，采用了电辅助加热装置。在投料区的窑底有21根用水冷的电极。此外，池窑中还装有二排鼓泡管。在池窑的后面三分之一处设有一道由氧化铬砖砌成的窑坎。砌筑这道窑坎的目的是阻止窑底澄清不良的玻璃液进入流液洞，使液面附近出现温度更高和充分澄清的玻璃液层。

    从熔化部流出来的玻璃液进入搅拌室，搅拌和均化，并使温度从1400℃左右降到1300℃左右，再进入通路。在传统的池窑中冷却过程进行得相当缓慢，主通路很长。玻璃液在搅拌室内还同时受到热的和化学的均化作用。通过二个分配器以后，玻璃液流入H形排列的电加热支通路。

4．通路的电加热

   池窑熔化部各电极的位置均排列成等边三角形。这样排列可以有多种的供电接线方式。

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