【中玻網(wǎng)】全電熔玻璃窯爐設計

　　1、平均熔化功率密度

　　任何一座玻璃熔窯，無論是縱向熔化還是橫向熔化，實際是由三部分組成:生料加熱預熱段、熔化段和澄清段。

　　圖1玻璃熔窯的三個組成部分

　　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。混合層表層溫度不到200℃或更低，形成生料加熱預熱階段。

　　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志性比值一熔化功率密度。如果在此區(qū)域內(nèi)該比值過小，不能完成化學反應生成合格玻璃。在設計中也要求充分考慮化學反應過程所必需的時間。滿足這兩點的要求，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，所花費的時間也是不同的。獲得這些數(shù)據(jù)目前較可靠的手段仍是依賴于實驗和經(jīng)驗。應當說取得這些數(shù)據(jù)并不是很困難，但對于所有窯爐設計者來講是首先重要的。

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

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

　　關于預熱、熔化和澄清的功率分配,一般來說澄清部分如上所述，不需加熱能，尤其對于垂直熔化的窯爐。預熱和熔化能的分配是一個復雜問題,通常的原則是預熱能應當保持在生料層整體存在的程度。因此大約的比例是預熱20%,熔化80%左右。

　　2、電較分布與功率密度的關系

　　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、結石和各種缺點的重要原因所有桂酸鹽助熔劑的熔點都低于玻璃中主要成分硅、硼的熔點，因此熔化溫度分布不勻也是造成氣泡的主要的原因。

　　對于日出料量小于15〜20t的窯爐建議采用矩形爐，日出料量大于20t的窯爐應當采用六角形爐。

　　對于六角形爐如圖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﹄娸^為單相,電壓關系如圖3,三相電接電后電場分布比較合理，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。利用物理模擬測量出熔化段體積和電壓、電流、電阻之間的關系，此方法是窯爐設計重要的一項依據(jù)，也是決定窯爐效率和節(jié)電效率的重要因素。