浅谈全电玻璃熔炉电气控制分析

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1、浅谈全电玻璃熔炉电气控制玻璃电熔技术是目前国际上最先进的熔制工艺，是玻璃生产企业提高产品质量，降低能耗，从根本上消除环境污染的十分有效的途径。对于15t/d以下的小型玻璃熔窑来说，在电力充足和电价适中的地区，用电熔工艺来生产各类玻璃制品尤其是高质量的玻璃器皿的综合经济效益是很理想的；在电价较高的地区，对于彩色玻璃、乳浊玻璃、硼硅酸盐玻璃、铅玻璃、无铅水晶玻璃、高挥发组分玻璃或特种玻璃生产也是合算的。1、全电熔玻璃熔炉的优点：电熔方法有许多突出的优点，热效率可以高达80%～85%，节省能源，没有污染，消除公害，改善劳动条件。熔制出的玻璃液成分均匀，产品质量高。生产过程便于实现自

2、动化操作。因此，在国外玻璃电熔得到迅速的推广。尤其是日益重视对环境污染的控制。从这方面来讲，电熔工艺具有相当重要的意义。玻璃电熔与传统的火焰加热熔融炉相比有着很大的优势。由于利用玻璃液直接作为焦耳热效应的导电体，所以玻璃电熔化的热效率远高于火焰熔融炉。日出料量60t以上的玻璃电熔窑的热效率大于80%。另外，电熔窑的炉型结构简单，占地面积小，控制平稳且易操作，并减少了原料中某些昂贵氧化物的飞散与挥发，降低噪声和改善环境污染，稳定熔化工艺和提高产品质量等，这些都是燃料炉难以比拟的。玻璃在高温时是一种电导体。熔融玻璃液含有碱金属钠、钾离子，它具有导电性能。当电流通过时，会产生焦耳热

3、，若热量足够大，则可以用来熔化玻璃，这就是玻璃电熔，其内容是利用电流通过玻璃配合料产生的热来熔化玻璃。随着熔窑设计和电极的不断改进和发展，这种电熔方法得到广泛应用。现在广泛采用金属钼和氧化锡作为电极，成功地实现了玻璃的全电熔。2、熔融玻璃的电导率9玻璃电熔是将电流通过电极引入玻璃液中，通电后两电极间的玻璃液在交流电的作用下产生焦耳热，从而达到熔化和调温的目的。玻璃液之所以具有导电性，主要是因为电荷通过离子发生迁移。硅酸盐玻璃具有一个远程无序的网络结构，除了共价键结合的硅和氧原子外，网络结构还包含玻璃改良剂离子，它们是相对自由的，特别是碱金属离子。在玻璃网状结构中结合能力最弱的

4、也是碱金属离子，它们是电流的载体。在石英玻璃和硼硅酸盐玻璃中，只含有少量的碱金属离子，则导电性较差。在钠钙玻璃、钾钡玻璃中除了离子数量外，离子的强度和离子的半径也影响玻璃液的导电性。要了解玻璃电熔中的许多现象，必须熟知熔融玻璃的性质，主要是指玻璃熔体的电导率或电阻率、粘度等。熔体的电导率是玻璃电熔化电气系统设计的重要依据。玻璃液的粘度，它不仅是玻璃熔化的最基本参数，而且也是熔炉模拟技术中选择模拟液的重要依据。在室温下玻璃是电的绝缘体，电导率约为10-13～10-15Ω-1cm-1，当玻璃被加热时，其导电性能随温度升高而明显增强。熔融状态下的玻璃电导率约在0.1～1.0Ω-1c

5、m-1，完全变成了导电体，用作焦耳效应的发热体是足够的。电熔化能用来熔化几乎所有品种的玻璃以及某些呈现高阻值的硅酸盐材料。各种玻璃的电导率随其成分不同可有很大差别，对同一种玻璃，电导率则是温度的函数。3、电极的使用：在电熔炉的使用过程中，电极的选择或使用至关重要，在我公司电熔炉生产实践中，在钠钙玻璃熔化池中，按钼电极使用，电极间的平均温度一般为1350℃～1400℃。料道电加热中，约在1050℃～1200℃。对于硬质硼硅玻璃，则熔化池电极平均温度约为1400℃～1550℃，电热料道约在1200℃～1400℃。电熔窑利用混合碱效应来降低电流密度，延长电极寿命。适当调整配合料中碱

6、金属氧化物的含量及种类，在电熔窑输入功率不变的条件下，降低电极的电流密度，同时减少玻璃中纯碱用量，提高了玻璃质量。电极受到了高温、化学及电化学反应诸因素综合作用而腐蚀，尤其以电化学为甚，故选择合适的电流密度可以减缓电极腐蚀速率。相反电流密度过大时，电极消耗量增大，而且还会造成玻璃液污染、气泡增多等不良问题。采用双碱效应来增加玻璃液的电阻率，降低电极使用电流密度，延长电极使用寿命。就电熔窑而言，增加产量，需增加输入功率。若提高电极电流，会增加电极腐蚀速率，也不利于电极负荷的三相平衡，并有可能造成控制仪表处在正常运行范围之外，从而影响生产。4、电极电流的控制(1)9当电极间电压不

7、调整时，温度高会使电阻小，电阻小使电流增大，功率亦随之增大，温度会更高；当反向变化时，又会使功率变小，温度愈来愈低。从而造成玻璃温度不均衡，影响玻璃液的质量。(2)当在熔化池中使用多对电极并联时，这种负电阻特性会使热区的电极对之间的电流愈来愈大，而较冷区的电极对之间的电流愈来愈小，不但影响工艺制度的稳定，还可能使重负荷电极过早损坏，造成的电极损坏程度不一。因此应采用电极对单独进行调节，以减小温度的不均匀，提高料液的质量。因此，一般电熔化的输电设备都配有恒流控制或恒功率控制。在某些情况下也有使用开环控制的