玻璃電熔爐（用來熔化玻璃的窯爐）

基本介紹

1902年，沃爾克(Voelker)獲準(zhǔn)了一個基本專利，其內(nèi)容是利用電流通過玻璃配合料產(chǎn)生的熱來熔化玻璃。隨著熔窯設(shè)計(jì)和電極的不斷改進(jìn)和發(fā)展，這種電熔方法得到廣泛應(yīng)用。1920～1925年，挪威的雷德(Raeder)使用石墨電極，成功地實(shí)現(xiàn)了玻璃的全電熔。1925年，瑞典的科尼利磯斯(Corneljus)用這種電熔窯生產(chǎn)琥珀色玻璃和綠色玻璃。該電熔窯采用薄層加料法，配合料浮在玻璃液表面。在電熔窯投產(chǎn)時，配以臨時性的爐蓋，當(dāng)玻璃液位蓋過電極，便撤去爐蓋。所用的電極是大鐵塊，由于鐵電極使玻璃著色，所以這種熔窯只能用于熔化有色玻璃，效果頗好。當(dāng)時可達(dá)到1.40kWh/kg玻璃，所以這種作業(yè)在電能價格低的地區(qū)是可行的。這種電熔窯有些一直運(yùn)行到最近幾年。弗格森(Ferguson)在1932～1940年這一時期，采用“T”形電熔窯積極從事電熔的研究。

第二次世界大戰(zhàn)期間，瑞士的波來耳 (Borel)在電熔方面做了大量的研究發(fā)展工作，旨在解決燃料短缺的問題。波來耳的工作獲得了成功，并由法國·圣哥本 (St.Gobain)公司加以推廣，該公司還對電助熔做了實(shí)際的工作。

二戰(zhàn)以后人們開始對鉬電極感興趣，佩恩伯瑟(Penberthy)設(shè)計(jì)的電極系統(tǒng)使用鉬棒，1952年玻璃工業(yè)開始廣泛用于電助熔和全電熔。另一種是英國的格耳(Gell)和漢恩(Hann)于1956年提出的板狀鉬電極。

近20年來，玻璃電熔獲得迅速推廣。美國的瓶罐玻璃熔窯大約一半配備有電助熔，并且仍在不斷增大，從早期的300kW增大到目前的800～1500kW。發(fā)展趨勢仍未停止，現(xiàn)已有了超級電助熔。

目前全世界至少有100座全電熔窯，規(guī)模從4t/d至120t/d。每年都要增加若干座，其規(guī)模在電助熔和全電熔這兩個方面都在擴(kuò)展。

近20年來，一種新概念即“混合熔化”，已日益受到重視。這種概念是：先在熔融的配合料內(nèi)部通電加熱生產(chǎn)大約一半產(chǎn)量的玻璃，再在配合料上方用燃料加熱生產(chǎn)另一半產(chǎn)量的玻璃。其目的是要降低每噸玻璃所需熱量的總成本，與此同時仍保持如電熔窯玻璃那樣的質(zhì)量。

另一項(xiàng)主要的新發(fā)展是用電熔窯熔化鉛晶質(zhì)玻璃，供機(jī)器和手工生產(chǎn)高級餐具使用。大約在1964年棒狀氧化錫電極投入工業(yè)應(yīng)用，而且為這種電極發(fā)明了性能良好的電接觸系統(tǒng)，為鉛玻璃電熔建立了良好的基礎(chǔ)。

近20年來的第三項(xiàng)發(fā)展，是推廣了電加熱料道。

第四項(xiàng)新發(fā)展是采用了“微型電熔窯”，用來生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)玻璃，其熔化量可低到10kg/h。

近20年來的第五項(xiàng)發(fā)展，是日益重視對環(huán)境污染的控制。從這方面來講，電熔工藝具有相當(dāng)重要的意義。

電熔方法有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，熱效率可以高達(dá)80%～85%，節(jié)省能源，沒有污染，消除公害，改善勞動條件。熔制出的玻璃液成分均勻，產(chǎn)品質(zhì)量高。生產(chǎn)過程便于實(shí)現(xiàn)自動化操作。因此，在國外玻璃電熔得到迅速的推廣。

發(fā)達(dá)國家，玻璃電熔化已廣泛應(yīng)用于光學(xué)玻璃、硼硅酸鹽玻璃、鉛玻璃、氟化物玻璃、瓶罐玻璃以及纖維玻璃的生產(chǎn)，其工藝已趨成熟。

據(jù)魯塞爾·布艾曼(Russel Burman)1979年估計(jì)，世界上將近半數(shù)的玻璃熔窯都將采用電熔技術(shù)。

上個世紀(jì)60年代初期，我國玻璃纖維行業(yè)從研究池窯拉絲和代鉑爐開始研究電熔工藝，至今已有幾十年的歷程。目前在制造平板玻璃、特種儀器玻璃、器皿玻璃的火焰池窯中采用電助熔，耗電量不多，但對提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加產(chǎn)量，改善勞動條件諸方面都有良好的效果，發(fā)展前途廣闊。預(yù)計(jì)在今后幾十年內(nèi)許多火焰池窯將廣泛采用電助熔。隨著我國電力工業(yè)的發(fā)展，全電熔工藝的應(yīng)用也會逐年增加。

玻璃電熔與傳統(tǒng)的火焰加熱熔融爐相比有著很大的優(yōu)勢。由于利用玻璃液直接作為焦耳熱效應(yīng)的導(dǎo)電體，所以玻璃電熔化的熱效率遠(yuǎn)高于火焰熔融爐。日出料量60t以上的玻璃電熔窯的熱效率大于80%。另外，電熔窯的爐型結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，控制平穩(wěn)且易操作，并減少了原料中某些昂貴氧化物的飛散與揮發(fā)，降低噪聲和改善環(huán)境污染，穩(wěn)定熔化工藝和提高產(chǎn)品質(zhì)量等，這些都是燃料爐難以比擬的。

我國擁有豐富的水力資源，加上新建的核電站，為玻璃電熔技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了能源基礎(chǔ)。因此玻璃電熔是今后的發(fā)展方向之一。

工作原理：

玻璃高溫導(dǎo)電，產(chǎn)生焦耳熱進(jìn)行玻璃熔化

電極進(jìn)行電加熱，電極：有錫電極、鉬電極、石墨電極；不同的玻璃品質(zhì)及種類選用不同的電極

操作所需知識：

1、玻璃工藝

2、基本的電學(xué)知識

注意事項(xiàng)：

1、必須配備發(fā)電機(jī)

2、影響窯爐壽命的因素：窯爐的砌筑材料、電極、粉料成分、操作人員的操作