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第一编 玻璃电熔基础1

1 玻璃的导电行为3

1.1 熔融玻璃的电导率3

1.1.1 玻璃的导电性3

1.1.2 熔融玻璃电导率和温度的关系3

1.1.3 熔融玻璃电阻率与化学成分的关系4

1.1.4 混碱效应的应用实例6

1.1.5 常用的熔融玻璃的电阻率—温度曲线7

1.1.7 熔融玻璃电阻率的计算10

1.1.6 失调角和稳定性准数对玻璃电熔控制的影响10

1.1.8 玻璃的粘度12

1.2 电极间玻璃液电阻的计算13

1.2.1 欧姆定律的应用13

1.2.2 板状电极间玻璃液电阻的计算14

1.2.3 两支平行棒电极间的电阻15

1.2.4 两列平行放置的棒电极的电阻15

1.2.5 两支相对放置的棒电极的电阻16

1.2.6 三相电极的电阻计算16

2.2 钼电极17

2.1 电极的选择原则17

2 电极17

2.2.1 钼电极的物理性能18

2.2.2 钼电极的组织结构变化19

2.2.3 钼电极的化学性能20

2.2.4 钼电极的结构和布置24

2.2.5 电极水套33

2.2.6 钼电极临界电流密度和尺寸的选择39

2.2.7 钼电极的蚀损与保护41

2.2.8 钼电极的电缆联结43

2.2.9 钼电极的使用及注意事项44

2.3 氧化锡电极46

2.3.1 氧化锡电极的概述46

2.3.2 氧化锡电极的物理性能46

2.3.3 氧化锡电极的化学性能50

2.3.4 氧化锡电极的制造工艺51

2.3.5 几种常用的氧化锡电极51

2.3.6 氧化锡电极的安装和使用52

2.3.7 氧化锡电极的的蚀损54

2.4 硅碳棒电热元件54

2.4.1 硅碳棒的物理性能54

2.4.2 硅碳棒的化学性能55

2.4.3 硅碳棒的老化和涂层保护56

2.4.4 硅碳棒的规格与型号56

2.4.5 硅碳棒的电气联接58

2.4.6 硅碳棒使用的注意事项58

2.5 二硅化钼发热元件59

2.5.1 硅钼棒的理化性能60

2.5.2 安装方法61

2.5.3 使用要点61

2.5.4 硅钼棒元件参考数据62

2.6 石墨电极64

2.7 铂电极65

2.8 冷却水系统65

3 供电与控制68

3.1 供电及控制系统68

3.1.1 可控硅+隔离变压器68

3.1.2 可控硅+磁性调压器69

3.1.3 感应调压器+隔离变压器70

3.1.4 抽头变压器72

3.1.6 几种调压器的性能比较73

3.1.5 T 形变压器73

3.2 可控硅控制系统75

3.2.1 接隔离变压器的可控硅系统75

3.2.2 接磁性调压器的可控硅系统76

3.2.3 接过零触发的(周波控制器)的可控硅控制系统(调功器)76

3.2.4 接移相控制器的可控硅控制系统(调压器)78

3.3 可控硅的触发系统及触发仪表79

3.3.1 恒流控制79

3.3.2 恒温控制81

3.3.3 恒电阻控制82

3.4 电加热闭环控制方案83

3.3.4 调功器(周波控制器)83

3.3.5 可控硅调压移相控制器(TO—Y1/3—A/B 型)83

3.5 变压器的设计选型84

3.5.1 变压器的设计选型84

3.5.2 变压器选择的注意事项84

3.6 供电及控制系统设计过程中的注意事项85

3.7 控制柜的设计与制造86

3.7.1 电熔化所需的基本设备86

3.7.2 仪表控制柜86

3.7.4 开关87

3.7.5 快速熔断器的选择87

3.7.3 对控制系统的要求87

3.7.6 可控硅元件的选取88

4 玻璃电熔窑的电源选择90

4.1 玻璃电熔窑的熔化电源90

4.2 玻璃电熔窑的应急电源90

4.3 功率因素的提高92

4.3.1 功率因数补偿方法92

4.3.2 功率因数的计算93

4.3.3 补偿容量的确定94

5 砌窑材料96

5.1 烧结锆刚玉砖96

5.2 电熔锆刚玉砖96

5.3 电熔刚玉砖98

5.4 电熔锆铬刚玉砖(AZCS)101

5.5 电熔石英砖103

5.6 电熔锆英石砖103

5.7 耐火材料的钻孔103

6.1 全电熔窑的优缺点107

6.1.1 全电熔窑的优点107

第二编 全电熔玻璃窑107

6 全电熔玻璃窑概述107

6.1.2 全电熔窑的缺点108

6.2 全电熔窑的分类109

6.2.1 热顶电熔窑109

6.2.2 半冷顶电熔窑109

6.2.3 冷顶电熔窑109

6.2.4 熔化含有高挥发性组分的玻璃电熔窑110

6.2.7 中型和大型电熔窑111

6.3 全电熔窑一览111

6.2.6 小型电熔窑111

6.2.5 熔化深色玻璃的电熔窑111

6.3.1 Gornelius 电熔窑112

6.3.2 Souchon-Neuvesel 窑113

6.3.3 Borel 窑114

6.3.4 W.Konig 窑116

6.3.5 Grebenshtchirkov 窑117

6.3.6 Penberthy 窑118

6.3.7 双室电熔窑118

6.3.8 铅晶质玻璃电熔窑(T 型窑)121

6.3.9 六角形竖井式电熔窑(德国 SORG 公司设计的 VSM 电熔窑)122

6.3.10 “波歇”(Pochet)窑123

6.4.3 对配合料的要求124

6.4.2 熔制特性124

6.4 全电熔窑的熔制特性及其对配合料的要求124

6.4.1 电熔窑中的液流情况124

6.5 玻璃电熔窑是玻璃厂防止环境污染的有力举措125

6.5.1 全电熔窑的熔化反应降低了有毒气体(如 SO2、NOx)的排放量127

6.5.2 降低有害的挥发性玻璃组分127

6.5.3 降低挥发到空气中的尘粒127

6.5.4 降低了窑炉周围的操作温度127

6.6.1 粉尘或废气净化设备128

6.6.2 能源消耗和热效率128

6.6 玻璃全电熔窑的技术经济分析128

6.5.5 降低了噪音128

6.6.3 基建投资129

6.6.4 节约的挥发性原料130

6.6.5 玻璃电熔窑的技术经济分析实例130

7 全电熔窑的结构设计132

7.1 全电熔窑的形状132

7.2 全电熔玻璃窑炉的加料134

7.2.1 垄式加料机135

7.2.2 螺旋式加料机135

7.2.6 旋转播料式加料机136

7.2.5 带振动槽的加料机136

7.2.4 作扇形回转运动的皮带式加料机136

7.2.3 皮带振动式加料机136

7.2.7 可倾翻的旋转播料式加料机137

7.2.8 带旋转料仓的加料机138

7.3 供电电源和电极连接138

7.3.1 单相系统139

7.3.2 两相系统139

7.3.3 三相系统140

7.4 全电熔窑主要尺寸的确定142

7.5.1 全电熔窑各部位耐火材料的合理选用143

7.5.2 电熔窑的保温143

7.4.1 全电熔窑熔化面积的确定143

7.5 全电熔窑各部位耐火材料的合理选用和窑的保温143

7.4.2 全电熔窑熔化池最佳深度的确定143

7.6 全电熔窑的热平衡计算144

7.7 电极插入方式的选择144

7.8 供电变压器电流和电压的确定145

8.1.2 电熔窑的烤窑过程146

8.1.1 烤窑要求146

8.1 电熔窑的烤窑146

8 玻璃全电熔窑的烤窑和运行146

8.1.3 电熔窑的烤窑过程遇到的问题和解决办法147

8.2 电熔窑的操作147

8.2.1 熔化温度和输入功率148

8.2.2 熔化量(翻转限 Turn-Down Limit)148

8.2.3 配合料覆盖层149

8.2.4 电极插入深度149

8.2.5 玻璃组成及配合料149

8.2.7 停电问题150

8.2.6 玻璃的出料速度150

8.2.8 电极和电极冷却水套151

8.2.9 更换电极151

8.3 电熔窑的运行151

8.3.1 热顶电熔窑的运行151

8.3.2 冷顶电熔窑的运行153

8.4 电熔窑的运行实例155

［例1］小型玻璃电熔窑的运行实践155

［例2］小型硼硅酸盐玻璃电熔窑操作和换料经验总结157

［例3］Laurens—Pieree 玻璃公司玻璃电熔窑的运行情况159

［例4］熔制铅晶质玻璃的“T”形电熔窑的运行160

9.1 使用硅钼棒间接加热的电热坩埚窑162

［例1］双坩埚室的电热坩埚窑162

［例2］熔制铅晶质玻璃的电热坩埚窑162

9 全电熔窑的典型实例162

9.2 熔制钠钙玻璃的全电熔窑163

［例3］日产6t 钠钙玻璃全电熔窑163

［例4］日产0.5t 白料眼镜玻璃的小型电熔窑164

［例5］日产3t 灯泡玻璃的全电熔窑炉167

［例6］日产6t 灯泡玻璃的全电熔窑169

9.3.2 铅晶质玻璃电熔窑的现状及发展前景171

9.3.3 铅晶质玻璃全电熔窑内电极的选用171

9.3 熔制铅玻璃的电熔窑171

9.3.1 铅晶质玻璃的熔制171

［例7］日产7t 铅晶质玻璃的电熔窑172

［例8］用钼电极熔制铅晶质玻璃电熔窑173

［例9］日产1.3t 的铅晶质玻璃电熔窑174

［例10］日产3t 的铅晶质玻璃电熔窑174

［例11］日产9t 的铅晶质玻璃电熔窑174

［例12］用棒状氧化锡电极的电熔窑176

［例13］用块状氧化锡电极的电熔窑177

［例14］日产1～3t 铅晶质玻璃的电熔窑178

［例15］日产12t 铅晶质玻璃的电熔窑179

［例16］熔化钡晶质玻璃的电熔窑180

［例17］熔制铅晶质玻璃的三相电熔窑181

［例18］日产12t 的铅玻璃电熔窑183

9.4 熔制硼硅酸盐玻璃的电熔窑185

9.4.1 减少硼挥发的机理185

9.4.2 厚料层垂直深层电熔技术186

9.4.3 高硼硅玻璃熔化特点及使用电熔的优越性187

［例19］日产1.5t 高硼硅玻璃的电熔窑189

［例20］日产150kg 高硅氧玻璃的电熔窑192

［例21］日产1.4～1.8t 硼硅玻璃的电熔窑194

［例22］熔化无碱铝硼硅酸盐玻璃的小型电熔窑196

［例23］日产25t 和40t 的高硼硅玻璃的电熔窑197

［例24］生产派来克斯硬质玻璃的电熔窑200

9.5 熔制氟乳浊玻璃的电熔窑201

［例25］日产300kg 玻璃马赛克的电熔窑201

［例26］日产7t 氟化物玻璃的电熔窑202

［例27］日产4～6t 氟乳浊玻璃的电熔窑203

［例28］日产3t 氟乳浊玻璃的电熔窑204

［例29］日产0.5～1.5t 乳白玻璃的电熔窑206

［例30］日产1.5t 乳白玻璃电熔窑208

9.6 熔制有色玻璃的电熔窑210

［例31］熔制有色玻璃的电熔窑210

［例32］日产1.5t 黑色玻璃的电熔窑212

9.7 玻璃纤维电熔窑214

［例33］日产2.5t 耐碱玻璃球的电熔窑214

［例34］日产300kg 耐碱玻璃纤维的电熔窑216

9.8 熔制瓷釉的全电熔窑222

9.8.1 熔制瓷釉电熔窑概述223

9.8.2 熔制瓷釉电熔窑的设计和应用223

［例35］日产1～1.5t 钛白粉搪瓷瓷釉电熔窑225

［例36］熔制搪玻璃底釉和面釉的电熔窑227

9.9 电熔日池窑228

［例37］日产500kg 硬质玻璃的电熔日池窑228

9.10 小型热顶电熔窑231

［例38］生产支架玻璃杆的全电熔窑231

第三编 火焰池窑的电助熔237

10 火焰池窑的电助熔的意义237

10.1 池窑电助熔的优缺点238

10.2 电助熔加热的技术经济分析241

11.1 电助熔窑内的电极布置和功率配置243

11 电助熔池窑的设计和操作要点243

11.2 电助熔加热功率的计算248

11.3 电助熔池窑耐火材料的选择249

11.4 电助熔池窑的操作要点249

12 电助熔池窑的实例251

12.1 生产硼硅酸盐玻璃的电助熔池窑251

［例1］生产安瓿玻璃的电助熔池窑251

［例2］生产高硼硅仪器玻璃的电助熔池窑253

12.2 生产有色玻璃的电助熔池窑256

［例3］生产翠绿色瓶的电助熔池窑256

［例4］生产香槟酒瓶的电助熔池窑257

12.3 生产平板玻璃的电助熔池窑262

［例5］生产平板玻璃的电助熔池窑262

［例6］燃发生炉煤气的蓄热式马蹄焰池窑的电助熔池窑263

12.4 玻璃球窑的电助熔技术268

［例7］用重油为燃料的电助熔池窑268

［例8］用煤气为燃料的电助熔池窑270

12.5 生产玻璃瓶罐的电助熔池窑272

［例9］生产青白料瓶的电助熔池窑272

13.1.1 对供料道的要求279

13.1 供料道工作原理及其加热现状279

13 供料道电加热的概述279

第四编 供料道的电加热279

13.1.2 供料道加热的现状280

13.2 供料道电加热的优越性281

13.3 供料道电加热分类282

13.3.1 直接式、间接式和混合式电加热282

13.3.2 小流量、中流量、大流量供料道282

13.4 供料道电加热时的技术经济分析283

13.4.1 设备投资283

13.4.2 设备的折旧283

13.4.3 与柴油加热供料道的比较284

13.4.4 电加热时成品率的提高286

14 供料道电加热的设计288

14.1 料道加热方式的选择288

14.1.1 辐射式和埋入式电加热的比较288

14.1.2 混合式电加热的采用288

14.2 料道与工作池的接口289

14.3 电加热料道能耗的计算和变压器功率确定289

14.3.1 电加热能耗的计算290

14.4 电极配置291

14.3.2 变压器功率的确定291

14.5 电加热料道用的耐火材料和保温材料292

15 供料道电加热的使用293

15.1 埋入式供料道电加热时电位场和温度场的分布293

15.1.1 均匀电场中的情况293

15.1.2 非均匀电场中的情况293

15.1.3 供料道电加热时玻璃液的电位场和温度场分布294

15.2 埋入式供料道电加热时玻璃液产生气泡的原因295

15.2.1 钼电极中的碳含量295

15.2.2 玻璃液温度295

15.2.4 玻璃添加剂296

15.2.3 电流密度296

16 供料道电加热实例298

16.1 用硅碳棒的辐射式电加热298

16.2 成型通路的电加热305

16.3 用板状钼电极的电加热309

16.3.1 板状与棒状钼电极加热供料道的比较309

16.3.2 板状电极的作用区域310

16.3.3 变压器电工参数的确定310

16.3.4 板状钼电极料道的启动与保护310

16.3.5 影响板状钼电极使用寿命的因素311

16.4 用棒状钼电极的电加热326

16.5 氧化锡电极加热的供料道340

16.6 热套法电加热344

16.6.1 料道内衬砖材料和引电材料344

16.6.2 引电片的布置345

16.6.3 效果和发展方向345

16.7 辐射式电热元件和埋入式电极相结合的混合电加热料道346

16.8 含料盆电加热的料道351

16.9 人工挑料口的电加热353

16.10 料道着色354

17 玻璃电熔窑设计单位和配套材料主要厂家355

17.1 江苏大学材料科学与工程学院玻璃组355

17.2 张家港五洲变压器有限公司356

17.3 重庆市潼南电熔耐火材料有限公司357

17.4 新密市东方耐火材料有限公司357

17.5 广州市岭南耐火材料公司358

17.6 西安临潼硅碳棒厂359

17.7 河南省登封市钨钼材料厂360

主要参考文献361