关于玻璃厂火焰窑技改电熔窑的一点看法

玻璃与搪瓷

Vd. 47 Nb.2 Apr.2019

GLASS & ENAMEL

关于玻璃厂火焰窑技改电熔窑的一点看法$

商树仑#，赵福年

(1.秦皇岛玻璃工业研究设计院，河北秦皇岛

2

2.秦皇岛昱仑玻璃设备有限公司，河北秦

皇

066000;

岛066000)

摘要：为适应环保的要求，燃煤、燃气的火焰窑炉玫璃厂家都面临技术改造的问题。政府部门给 出两个选择，一个是全氧燃烧池窑，一个是全电熔池窑。本文只对火焰窑技改电熔窑谈一点个人 的看法，不妥之处请指正。

关键词：火焰窑；电熔窑;全电熔工艺；熔化率；置换率；热效率中图分类号:TQ171.6+23.2

文献标志码：B

文章编号= 1000-2871(2019)02-0016-03

DOI: 10.13588/j.cnki.g.e.1000-2871.2019.02.004

Some Ideas about Transformation from Fl^me

Furnace to Electric Melting Furnace

SHANG Shulun，ZHAO Funian

自去年初环保形势日趋严峻以来，大批日用玻璃企业积极响应政府号召纷纷进行技术改造，多数的企业 选择了全电熔工艺。作为一名多年从事玻璃电熔事业的人员倍受鼓舞，但是在实践的过程中发现很多问题。 突出表现在企业主在工艺选择上盲目，设备选择上简单，生产把控上粗放，没有得到先进工艺的效果。为此 本人就存在几个方面问题谈一下我自己的看法，仅供参考。

1全电熔工艺的特点

采用全电熔工艺一个突出的特点是冷顶熔化工艺，加料的表面空间温度低于100 _，高温区在距表面以 下的600~800 mm处。因此几乎没有挥发物，配合料组分变化很小。显然几乎没有尾气排放，对环境保护来 说是最佳选择。

全电熔窑占用空间较小，同等规模的熔窑，电熔窑的占地体积是火焰窑的1/3乃至更少。全电熔窑熔化 率高、置换率小、热效率高，正是这些优点要求生产企业给予精细原料、精确管理、精心呵护。

另外全电熔窑还具有精确自动控制、相同规模生产线一次投资少、冷修时间短、玻璃液质量高等优点。 全电熔工艺的缺点是生产成本高，熔窑的寿命相对短。对于电力条件好的地区采用全电熔工艺可以弥补这

。

@选择全电溶工艺应该注意的几个问题

全电熔工艺有许多的优点，但不是所有的玻璃厂都可以采用。选择时应该注意以下几个问题。*

*收稿日期$2018-09-14

第47卷第2期玻璃与搪瓷• L7 •

(1) 生产规模:国内目前钠钙硅系玻璃成熟的规模在日产70 t以内（矿渣棉、水淬料除外），70~ 200

生产线可以设计，但没有应用实践。上世纪90年代，昆明玻璃厂引进一条120 t/d浮法玻璃生产线，实践证 明是不成功的。从那以来，国内再没有日产超过70 t的全电熔窑面世，这也是玻璃电熔从业者积极努力的方 向。因此企业定方案时切忌高大上，把握不好就会是高大伤。普通钠钙硅玻璃70 t左右是比较成熟的，其他 不同的玻璃种类还没有达到这个规模，这也是业主要考虑到的。不同的物料不同的熔化温度，对规模有不同

的要求。举一个例子:铝锂硅系透明微晶玻璃，国内没有一座日产2 t的连续生产线，甚至简单的间歇式生 产线也没有几条。

(2)

铝高碱玻璃、铝锂硅系微晶玻璃;还有含易挥发物的铅玻璃、氟乳浊玻璃、高硼玻璃;再者颜色较深的黑色玻 璃、灰色玻璃、钴蓝色玻璃等。电熔可以实现2 000 °C以上的高温，只是受耐火材料的影响不能烧到这个温 度，而火焰窑烧到1 650 °C以上还受到很多的限制。前面讲电熔窑有冷顶熔化的特点，所以有毒高挥发的玻 璃品种如铅玻璃、氟乳浊玻璃、硼硅玻璃等采用全电熔窑是非常理想的，可以将挥发物减少很多。

有一些玻璃不适合全电熔工艺。这里主要是由电熔的原理决定的，玻璃组成中如有严重的氧化组分会 跟钼电极发生化学反应，导致钼电极很快被消耗掉，如高氧化铁玻璃，当然可以采用氧化锡或者石墨电极，但 是氧化锡电极与石墨电极的维护成本很高。还有就是含有可以跟钼电极发生氧化-还原反应组分的玻璃不 能采用全电熔窑，如含有单质Zn、Sn、Cu等的玻璃，这些单质金属落在钼电极表面会发生电化学侵蚀，使钼 电极的寿命大大降低。

(3) 用电熔窑。

玻璃品种:有一些玻璃品种非常适合采用全电熔工艺，如:熔化温度较高的高硼玻璃、TFT玻璃

产品附加值:根据当前的电价和物料价格、人工成本核算，产品售价低于3 000元/t的产品不适合

3使用全电熔窑应注意的几个问题

火焰窑与电熔窑有非常大的区别，本文也主要针对使用火焰窑改全电熔窑的业主。下面就配方、原料、

配料、环境、出料量几个关键问题提出我的建议。3)配方的制定

由于电熔窑热能的来源是在电场的作用下，玻璃组分中的高温熔融金属离子的运动而产生的焦耳热，所 以采用全电熔窑，玻璃的配方很重要。主要考虑在满足玻璃性能需要的前提下，又能有很好的冷顶。因此必 须关注气体率的多少，在选择矿物原料还是化工原料的时候做出正确判断。同时玻璃液的导电率主要由碱 金属氧化物含量R2〇%和碱土金属氧化物含量RO%决定，这对熔窑的供电参数非常重要。玻璃的性能决定 玻璃的组成，玻璃的组成决定供电设备的参数。另外澄清剂的选用也非常关键，既考虑澄清的效果又要考虑 对钼电极的影响。有这么几点需要注意。

(1) 化合物；

(2) 与钼电极有发生氧化还原反应倾向的化合物慎用或控制使用量，如仏0、=7^5〇2等；(,)调整还原气氛使用的单质元素禁用或者控制用量，如(4) 配合料尽量选用矿物原料，降低气体率。3)原料与碎玻璃

配方确定以后选择原料和碎玻璃要注意两个问题:颗粒度和水分。石英砂的颗粒度要求60~ 140目，含 水量小于10%;长石的颗粒度要求40 ~ 80目，含水量小于10%;氧化铝、石灰石、白云石等跟火焰窑标准一 致。碎玻璃的要求要比火焰窑严格很多，要求颗粒度小于30 DD，一是为了混合均匀，二是为了自动投料机 投料方便，根本的原因还是为了熔化好的玻璃。这里重点说明不管是日用玻璃器皿还是玻璃包装容器都要 对碎玻璃进行有效的破碎，有可能增加一点成本，但是带来的效果是明显的。工艺玻璃的破碎问题，建议采 用对辊破碎机，该设备使用1年不需要维修，顆粒度可调，造价不高，是很理想的选择。

:

等

；

对钼电极有强烈氧化作用的化合物慎用或者控制使用量，如An〇5、F9〇3、Sb2〇3，还有含硫酸根

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18

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玻璃与搪瓷2019年4月

关于碎玻璃中金属夹杂物问题也是非常值得重视的。特别是玻璃瓶制造厂家，从市场上收来的酒瓶有 塑料质、铝质、铁质瓶盖。塑料质瓶盖高温碳化分解对玻璃熔化质量影响不大，但是铝、铁质瓶盖对玻璃熔化 的影响非常大。铝在900 _已经是熔液，再高温则结合玻璃中的氧形成氧化铝，这就是玻璃瓶中氧化铝含量 总是偏高的原因。铁质瓶盖是普通碳钢，其熔点低于1 400 _，在一般的玻璃熔窑中碳钢都是熔融的液体 了，由于铁的密度较大所以都沉在熔窑底部。沉在熔窑底部的铁时时刻刻都在发生着化学反应，铁中的碳元 素与玻璃液中的氧结合成CO或CO/，这些气体逸出在制品上表现为气泡缺陷。除此之外，熔融的铁水如果 滴落在钼电极上，还容易腐蚀钼电极，所以碎玻璃中金属杂质一定要剔除。3.3配合料的制备

配合料的混合，目前绝大多数的日用玻璃制品生产企业采用建筑行业用的拌料机。这个设备使用这么 多年有问题吗？对火焰炉问题不大，对全电熔窑有问题。火焰窑的置换比大，熔窑的热容量大，混合不均匀 没有问题，在熔窑里弥补。而大小浮法玻璃熔窑没有一家采用拌料机的，全部采用强力混合机，因此强烈建 议日用玻璃制品生产企业改变惯性思维，采用混合均匀度好的强力混合机。3.4熔窑周围的环境

以一台15 D的硼硅3.3玻璃熔窑为例，熔窑的表面积约80 d2,熔窑保温砖外表面温度100 _左右，室 外温度为38 _的夏天跟-10 _的冬天相比（在其他条件不变的前提下），冬天输人的功率要比夏天多70~ 100 kW。这个案例说明，熔窑对周围的环境非常敏感，如果没有注意到肯定要出很多问题。由于全电熔窑 的体积较小，热容量小，对于熔窑周围的气流和冷却池壁方式都提出很高的要求。把熔窑放置在一个搭建的 棚内，不设窗户，只防雨淋是不行的。小型的火焰熔窑也是有要求的，只是没有全电熔窑苛刻。因此选择采 用全电熔窑就要按照它的特点维护好熔窑周围环境，不能生搬火焰窑那一套办法。3)相对稳定的出料量

熔窑的控制有“三稳”，即稳定的温度、稳定的工艺制度、稳定的出料量。这里特别提出相对稳定的出料 量，是因为这个问题在我们这个行业非常突出。日用玻璃的种类千差万别，产品单重相差10倍，出料料道的 数量有限，太多则投资太大，而且不好布置。因此匹配出料量很关键，一台生产40 t玻璃的电炉，熔窑设计时 可以出30~45 t，但是在出30 t和40 t时要相对稳定在15~30天这样一个范围内不变，24 h内出料量控制在 500 kg波动。这是一个基本的要求，如果这些指标达不到，熔窑很难控制，也很难出好的产品。

4总结

推荐使用全电熔窑，但是使用全电熔窑要根据产品的特点、生产企业的地理位置选择定位。一旦选择使

用了全电熔窑就要按照它的工艺要求组织、管理、运行，搬用火焰窑的管理方法是行不通的。参考文献：

[1] [2]

孙承绪•玻璃窑炉热工计算与设计[M] •北京：中国建筑工业出版社，1983.

彭寿，杨京安•平板玻璃生产过程与缺陷控制[M].武汉:武汉理工大学出版社，2010.