【中玻網(wǎng)】全電熔玻璃窯爐設(shè)計(jì)

　　1、平均熔化功率密度

　　任何一座玻璃熔窯，無(wú)論是縱向熔化還是橫向熔化，實(shí)際是由三部分組成:生料加熱預(yù)熱段、熔化段和澄清段。

　　圖1玻璃熔窯的三個(gè)組成部分

　　在電熔窯上部是未經(jīng)熔化的生料和初步熔化料形成的混合層�；旌蠈颖韺訙囟炔坏�200℃或更低，形成生料加熱預(yù)熱階段。

　　熔化段是電熔窯中集中主要功率熔化玻璃的區(qū)域。該區(qū)域體積和用于熔化玻璃的電功率之比為一標(biāo)志性比值一熔化功率密度。如果在此區(qū)域內(nèi)該比值過(guò)小，不能完成化學(xué)反應(yīng)生成合格玻璃。在設(shè)計(jì)中也要求充分考慮化學(xué)反應(yīng)過(guò)程所必需的時(shí)間。滿足這兩點(diǎn)的要求，就可以確定熔化區(qū)的體積。不同的玻璃熔化所需要的功率密度是不同的，所花費(fèi)的時(shí)間也是不同的。獲得這些數(shù)據(jù)目前較可靠的手段仍是依賴于實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)。應(yīng)當(dāng)說(shuō)取得這些數(shù)據(jù)并不是很困難，但對(duì)于所有窯爐設(shè)計(jì)者來(lái)講是首先重要的。

　　熔化好的玻璃在全電熔窯的澄清段通常不予以再加熱，以保持一個(gè)穩(wěn)定、流動(dòng)均勻的流場(chǎng)，避免產(chǎn)生等級(jí),同時(shí)有利于氣泡溢出。一般說(shuō)來(lái)，爐底有一定數(shù)量的雜物，而澄清段再加熱造成過(guò)多的玻璃液對(duì)流運(yùn)動(dòng),為了防止對(duì)流把雜物帶到已經(jīng)熔化好的玻璃中去,在澄清區(qū)是避免再加溫的。

　　但對(duì)于某些玻璃，例如C-玻璃纖維，有時(shí)為了提高產(chǎn)量，在澄清加一定功率是可能的。

　　關(guān)于預(yù)熱、熔化和澄清的功率分配,一般來(lái)說(shuō)澄清部分如上所述，不需加熱能，尤其對(duì)于垂直熔化的窯爐。預(yù)熱和熔化能的分配是一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題,通常的原則是預(yù)熱能應(yīng)當(dāng)保持在生料層整體存在的程度。因此大約的比例是預(yù)熱20%,熔化80%左右。

　　2、電較分布與功率密度的關(guān)系

　　熔化區(qū)電較分布是熔化區(qū)功率分布的決定因素。功率分布決定熔化區(qū)的溫度分布。溫度分布不均勻是產(chǎn)生氣泡、結(jié)石和各種缺點(diǎn)的重要原因所有桂酸鹽助熔劑的熔點(diǎn)都低于玻璃中主要成分硅、硼的熔點(diǎn)，因此熔化溫度分布不勻也是造成氣泡的主要的原因。

　　對(duì)于日出料量小于15〜20t的窯爐建議采用矩形爐，日出料量大于20t的窯爐應(yīng)當(dāng)采用六角形爐。

　　對(duì)于六角形爐如圖2接線，功率發(fā)揮充分且分布較均勻,有利于溫度分布均勻?qū)τ谝粚?duì)電較為單相,電壓關(guān)系如圖3,三相電接電后電場(chǎng)分布比較合理，因此功率分布較好。

　　圖2矩形電熔窯和六角形電熔窯的電較安排

　　圖4是一個(gè)典型的全電熔窯的截面圖，陰影部分是電熔化段體積。電較是按傾斜中部底插式布置。利用物理模擬測(cè)量出熔化段體積和電壓、電流、電阻之間的關(guān)系，此方法是窯爐設(shè)計(jì)重要的一項(xiàng)依據(jù)，也是決定窯爐效率和節(jié)電效率的重要因素。