玻璃电熔技术

玻璃熔融工艺一、玻璃熔窑的类型、结构及特点按照熔窑的生产能力可分为坩埚窑和池窑。

1.坩埚窑坩埚窑是指在坩埚中熔化玻璃的一种间歇式作业的玻璃熔窑。

其结构主要包括作业室、喷火筒（小炉）、燃烧室、漏料坑、蓄热室等部分。

在作业室内安放8～12只坩埚（要求特殊的玻璃也有仅置放一只坩埚进行熔制）。

配合料可分3～5批加入到各坩埚中。

当配合料在坩埚中完成熔制、澄清和冷却过程后即可进行成型。

在成型结束后，又再重新分批加入配合料，进行下一循环的熔制周期。

坩埚窑的熔制周期从第一次加料开始到此坩埚料成型结束，一般为一昼夜。

对难熔的玻璃也可适当地延长熔制时间，但这样会对其他坩埚的熔制、澄清和成型带来影响。

坩埚窑占地、投资少，同一窑内可熔制多种不同组成或不同颜色的玻璃，生产灵活性大，适用于生产品种多、产量少、质量要求较高或有特殊工艺要求的玻璃。

对要求高温熔制、低温成型的硒硫化镉类着色的玻璃，或低价铁着色类的玻璃尤为合适。

但坩埚窑的生产能力低、燃料消耗大，难以实现机械化和自动化生产。

坩埚窑按废气余热回收设备分为蓄热室和换热器两种；按火焰在窑内的流动方向分为倒焰式、平焰式、联合火焰式；按坩蜗数量分为单坩埚窑、双坩埚窑和多坩埚窑；按燃料品种区分有全煤气、半煤气和燃油坩埚窑等。

以下选取4种坩埚窑进行介绍。

（1）蓄热室坩埚窑采用蓄热室作为废气余热回收设备的坩埚窑。

（2）换热室坩埚窑采用换热器作为废气余热回收设备的坩埚窑。

（3）倒焰式坩埚窑窑内火焰呈倒转流动的坩埚窑。

火焰由位于窑底的喷火口向上喷出，然后沿着坩埚自上向下经窑底吸火孔排出。

其特点是温度沿整个坩埚高度分布比较均匀，上下温差小，由于火焰自窑底排出，窑底部温度较高，因而使窑底和坩埚都容易损坏，限制了窑内温度的提高。

图 2.5（a）为倒焰式坩埚窑示意图。

倒焰式坩埚窑可以配置换热器，也可配置蓄热室。

（4）平焰式坩埚窑图2.5（b）所示为窑内火焰呈水平方向流动的坩埚窑。

火焰在坩埚上部流动，可以提高火焰温度，加强传热过程，有利于提高熔化率。

3.1 玻璃熔制工艺原理☐玻璃熔制的五个阶段☐（1）硅酸盐形成阶段☐800～1000℃进行；最后变成由硅酸盐和二氧化硅组成的不透明烧结物；硅酸盐形成速度取决于配合料性质和加料方式。

☐（2）玻璃形成阶段☐1200 ~1300 ℃左右进行；☐硅酸盐和石英砂粒完全溶解于熔融体中，成为含大量可见气泡、条纹、在温度上和化学成分上不够均匀的透明的玻璃液。

☐（3）玻璃液澄清阶段☐1400～1500℃进行；☐气体因玻璃液黏度降低而大量逸出，直到气泡全部排出。

☐（4）玻璃液均化阶段☐此阶段结束时的温度略低于澄清温度；☐当玻璃液长时间处于高温下，由于对流、扩散、溶解等作用，玻璃液中的条纹逐渐消除，化学组成和温度逐渐趋向均一。

☐（4）玻璃液均化阶段☐此阶段结束时的温度略低于澄清温度；☐当玻璃液长时间处于高温下，由于对流、扩散、溶解等作用，玻璃液中的条纹逐渐消除，化学组成和温度逐渐趋向均一。

3.1.1 配合料的熔化(1)配合料的加热及初熔(2)各种反应简介多晶转变盐类分解水分的逸出(3)成分的挥发R2O的挥发由纯碱引入时:引入量×0.032%由芒硝引入时:引入量×0.06% ☐另外要考虑氧化铈、煤粉的挥发量。

☐（4）影响配合料熔化的因素☐熔化温度：温度每升高10℃，反应速度增加☐10%；☐原料的形式：颗粒度的搭配、加料方式；☐原料的易熔性：助熔剂的多少、原料的活性；3.1.2 玻璃的形成☐(1)玻璃的形成过程☐玻璃的形成过程的速度取决于石英颗粒的熔解和扩散速度。

☐助溶剂的多少（熔化速度）；☐熔体的黏度（扩散速度）；☐熔体温度（熔化速度）；☐石英颗粒（熔解快慢）。

3.1.3 澄清☐(1)目的☐消除玻璃液中的气泡☐(2)玻璃液中的气泡形态和种类☐形态：可见气泡、溶解气泡、化学结合的气☐体。

还有熔体表面上的气体。

☐种类：CO2、SO2、SO3、N2、O2、H2O、H2☐(3) 排泡与去气☐澄清是排出玻璃液中的可见气泡；☐去气是全部排除玻璃液中的气体，包括化学结合的气体。

·经验交流·乳白玻璃全电熔吴嘉培 陈世超(南京玻璃纤维研究设计院 210012)摘 要 :乳白玻璃采用全电熔窑熔制 ,无论从玻璃质量 、经济效益及环境保护都比较合理 ,本文简介我国第一个自 行设计的 30t / d 乳白玻璃全电熔窑 。

关键词 :乳白玻璃 ,全电熔11 前 萤石 ( C a F 2 ) 等氟化物的引入 ,在玻璃的成型过 程中乳浊化成为失透的乳白玻璃制品 。

氟化物 在高温下极易挥发 ,在火焰窑中 ,由于空间温度 高达 1400 ℃, 挥 发 的 结 果 不 仅 影 响 了 玻 璃 质 量 ,更严重的是对环境造成极大的污染 。

从六十年代起 ,国外即开展电熔窑熔制乳白玻璃的研究 ,并着重了它的环境效益 。

前苏 联从 65 年到 90 年“玻璃与陶瓷”杂志多次发表 关于乳白玻璃全电熔的文章 ,并从玻璃熔制质 量 、环境保护及经济效益等方面加以论述 。

经 过五个工厂多年的工业实践证明 ,采用电熔窑 后 ,冰晶石的消耗平均减少到火焰窑的 1/ 3 ,而 氟的挥发物则减少到 1/ 10～1/ 15 ,热效率一般 在 60 %左右 。

为了保证我国第一座 30t / d 乳白玻璃全电 熔窑的设计成功 ,就氟玻璃的生产如何保持冷 顶 、稳定玻璃质量 、熔制曲线便于调节等我们作 了深入的研究 ,在广泛收集资料和了解国内外 状况的基础上 ,进行了数十次的模拟实验 ,决定 采用六角型三层电极垂直深层熔化工艺 。

言玻璃 业 采 用 电 能 直 接 加 热 的 电 熔 窑 , 自1905 年开始工业性生产以来 ,在世界上已经有九十多年的历史 。

至今 ,国外已将全电熔窑 、辅 助电熔窑广泛用于玻璃工业的各种制品的生产 中 。

其中 ,对于一些特种璃璃 ,如 :氟玻璃 、硼硅 酸盐玻璃 、高强高弹玻璃等 , 更 显 出 它 的 优 越 性 。

我国自五十年代末才开始研究玻璃电熔技 术 。

我院结合玻纤生产对玻璃质量要求高 、品 种多 、而批量少的特点 ,数十年来一直致力于玻 璃电熔窑的研究设计 、推广应用工作 ,现已能设 计出 50 —80t / d 及以上的全电熔窑 。

玻璃熔窑全氧燃烧技术及发展方向摘要：玻璃生产行业是碳排放高耗能行业之一，玻璃熔窑是平板玻璃行业中碳排放主要来源。

平板玻璃行业内能效标杆水平能达标的到2020年底只有5%，要求到2025年比例达到30%以上，平板玻璃行业其能效基准。

要在2025年能效基准水平以下产能基本清零，由于平板玻璃行业高能源消耗、高碳排放等特点，采用全氧燃烧是玻璃行业节能降耗、低碳排放的有效途经，也是未来的发展趋势。

关键词：玻璃熔窑;全氧燃烧;技术;发展方向引言玻璃工业具有能耗高、污染重的特性。

燃料燃烧产生的烟气中含有的ＮＯｘ、ＳＯ２、粉尘等有害气体，以及大量可引发温室效应的ＣＯ２气体是国家环保监测的重要指标。

与此相对的，政府在环境保护方面与管理方面投入的力度越来越大，污染物排放标准的提高增加了玻璃生产企业在环保上的投资。

全氧燃烧通过把燃料与高纯度助燃氧气按固定比例混合，来使燃烧方式更精确，以提高熔窑的燃烧效率，节约燃料，减少企业生产成本；减少ＮＯｘ、ＳＯ２、粉尘等有害气体的排放，减少对环境的污染，降低企业在环保脱硫脱硝上的成本；同时还可以提升火焰温度，改善玻璃液熔化质量，增加熔窑熔化能力，提高企业产品的生产能力和产品质量；降低熔窑建设费用，延长熔窑使用年限，降低企业投资成本和折旧成本。

根据国内外生产经验，全氧燃烧玻璃熔窑如今已经广泛应用于微晶玻璃、各种特种玻璃、优质平板玻璃等几乎所有的玻璃种类生产中。

全氧燃烧熔窑技术必将成为玻璃行业新的增长点和发展点。

1全氧燃烧技术优越性玻璃工业是耗能大户，目前我国玻璃窑炉的热效率较低，产品单耗大，成本高。

因此，节能降耗已成为玻璃窑炉改造的中心任务。

据测算和国外玻璃公司的经验，天然气全氧燃烧大型玻璃窑炉综合节能40%以上。

根据国家下发的《“十一五”十大重点节能工程实施意见》中的“建材行业中玻璃：推广全保温富氧、全氧燃烧浮法玻璃熔窑，降低烟道散热损失”精神，优化全氧超白压延玻璃生产线熔窑设计是必要的。

德国霍恩玻璃工业公司（HORN）先进的电助熔技术及设备
电助熔技术应用广泛,可以提高热点温度,不需要无限制提高空间火焰温度,从而降低了空间火焰对窑炉的损伤,在熔化部可减少原料的挥发,也可以提高澄清效率和均匀度.
霍恩公司在设计电助熔系统时采用最新的熔化技术,结合丰富的安装经验,加上计算机模拟电极的布置和排列达到最佳熔化效果,根据实际情况和用户具体要求,可安装在池底,也可以安装在窑坎或流液洞处,或同时安装在不同的区域.
熔化区电助熔与窑坎电助熔主要通过增强玻璃循环流来增加玻璃产量和提高玻璃质量,流液洞电助熔通过对流液洞加热可防止流液洞堵塞.
流液洞系统可通过单相连接或三相连接平衡,爱取决于采取可控硅控制还是连续式变压器控制.
HORN提供独立的定制电助熔系统
∙熔化端电助熔
∙电助熔热屏障
∙电助熔精炼
∙流液洞电助熔
∙给料机电助熔
特点
∙增加电助熔输出的稳定性
∙减少排放
∙增加玻璃质量
∙融化端操作安装追溯
∙拉力变化紧急情况预防
∙持续窑炉温度
∙提高再熔化流程
∙自主生产主要元件,高质量标准保证
∙多年来无以记数的成功安装经验
∙计算机模块-建立最优尺寸’提高系统定位模型”。

玻璃电熔窑炉技术玻璃电熔窑炉技术是一种重要的工业技术，是制造高质量玻璃制品的主要手段。

该技术的应用范围广泛，包括建筑、汽车、家居用品和光学玻璃等领域。

本文将从原理、特点、应用和未来发展等方面对玻璃电熔窑炉技术进行介绍。

原理：玻璃电熔窑炉技术是利用电能产生高温，使导电介质中的电能转化为热能，加热熔化玻璃原料。

它主要由熔融槽和加热系统两部分组成。

熔融槽是贮存玻璃原料的容器，加热系统则通过直接或间接方式加热熔融槽，使玻璃原料熔化后成型。

熔融槽可采用一次性熔融或多次循环熔融的方式，加热系统可采用电极、电阻、石英加热体等多种方式。

特点：1.高效节能。

相对于其他传统加热方式，玻璃电熔窑炉技术具有高效节能的特点，能够大幅降低生产成本。

2.可控性强。

玻璃电熔窑炉技术采用电能加热，具有加热温度和时间可控性强的优点，可根据生产需要随时调整加热参数。

3.生产效率高。

玻璃电熔窑炉技术具有高温、高速熔化的优点，生产效率可比其他传统方式高出数倍。

4.环保。

玻璃电熔窑炉技术不使用火炭、油、煤等传统燃料，可以大幅降低污染物排放。

应用：玻璃电熔窑炉技术已经广泛应用于各个领域。

例如，建筑领域中常常使用该技术制作各种平板玻璃、反光玻璃、屋面玻璃等产品。

在汽车领域中，玻璃电熔窑炉技术也是生产车窗、后视镜、挡风玻璃等产品的主要方法。

家居用品领域中，该技术可用于制造玻璃餐具、封口瓶等产品。

光学领域中，玻璃电熔窑炉技术则能够制造高精度的光学玻璃产品。

未来发展：在未来，玻璃电熔窑炉技术还将进一步发展。

目前，该技术在生产力和效率上已经达到了比较成熟的阶段，未来将主要集中在绿色制造和节能环保方向。

首先，可将电力来源改为清洁能源，如太阳能、水能等，以进一步降低对环境的影响。

其次，从技术方面来看，可以通过改进加热系统和生产过程，使玻璃电熔窑炉技术更加节能和环保。

结论：玻璃电熔窑炉技术是一种高效、环保、可控的玻璃制造技术，已经得到了广泛应用。

未来，它还将继续发展，并逐渐向更加绿色、节能、环保的方向发展。

浮法玻璃大功率电熔化工艺的应用分析赵会杰1 王长军 2 孙飞虎3发布时间：2023-07-04T04:29:37.315Z 来源：《科技新时代》2023年8期作者：赵会杰1 王长军 2 孙飞虎3[导读] 文章分析大型浮法玻璃溶窑大功率复合熔化技术的使用可行性，主要论述浮法玻璃电熔化工艺上存在的问题，论述该工艺在当前的使用。

当前浮法玻璃复合熔化技术并没有普及，仅仅有少部分在生产线使用，技术突破对行业发展十分重要。

河北视窗玻璃有限公司河北省廊坊市 065000摘要：文章分析大型浮法玻璃溶窑大功率复合熔化技术的使用可行性，主要论述浮法玻璃电熔化工艺上存在的问题，论述该工艺在当前的使用。

当前浮法玻璃复合熔化技术并没有普及，仅仅有少部分在生产线使用，技术突破对行业发展十分重要。

关键词：浮法玻璃；电熔化；技术；行业；效益近现代社会发展不断变革，国家发改委与工信部、生态环境部门联合发布《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南（2022年版）》，对玻璃行业的节能降碳改造升级提出相关意见，指出行业发展速度快，为顺应时代发展的潮流，要进一步提升玻璃行业的生产效率，保障行业的节能效果，增强绿色低碳节能。

玻璃熔制是在高温状态下进行的，反应比较复杂，因此技术研发也存在诸多难度。

1.浮法玻璃大功率电熔化工艺发展现状1.1 生产现状在玻璃生产制造中，大功率电熔化技术就是指将电能转化成为热能融化玻璃的技术，技术的关键就是电熔能力在总熔能力的占比，如果占比超过50%，则可以称为是电主熔技术，相反如低于50%，则是助熔技术。

国外的浮法玻璃复合熔化技术已经成熟，但是国内的总熔化能力只有10%。

在浮法玻璃电熔化应用中，某集团曾经在熔化量700t/d溶窑中安装助熔系统，安装为6750KW，该系统的最大能力仅占总熔化能力只有25%，这是该领域内所记录的浮法玻璃溶窑复合熔化技术中的最大电熔功率。

现阶段玻璃纤维行业内，溶窑可采用的复合熔化技术能力达到400t/d，电熔能力方面，国外技术可占熔化能力的45%，国内技术为25%。

玻璃电熔窑炉技术
玻璃电熔窑炉技术是一种将玻璃骨料和助熔剂等原材料加热至高
温状态，进行电熔的方法。

该技术广泛应用于玻璃行业中的制造、改良、再加工等多种领域。

其操作步骤包括原材料选择、熔化过程控制、熔炼温度的调控等。

玻璃电熔窑炉的主体结构由电熔室、电加热元件、底部原材料进
料口等组成。

其中，电熔室是玻璃制造过程中最关键的部分，其内部
设计应该尽可能减小玻璃浴面与电极的接触面积，同时加强玻璃浴面
上部的混合和循环。

另外，在熔化过程中，需要通过调节电熔室内部
的电加热元件，实现温度的均匀分布和控制。

玻璃电熔窑炉技术具有以下特点：熔化过程稳定可控，熔化温度高，产品质量稳定，产品成本较低等。

同时，该技术还可以根据生产
需求进行灵活调整，能够满足不同行业的生产环境要求。

在实际应用中，玻璃电熔窑炉技术仍然存在一些问题，例如，熔
化过程中玻璃内部泡眼的产生、电极寿命的短缩、玻璃成分的变质等。

因此，工程师需要通过不断实践和改良，使其能够更好地适应行业发
展的需要。

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，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。

玻璃池窑第一章、玻璃熔制工艺原理玻璃的熔制过程是将配合料经过高温加热形成均匀、纯净、透明并符合成型要求的玻璃液的过程，是玻璃制造过程中的主要过程之一。

熔制速度和熔制的合理性对玻璃的产量、质量、合格率、生产成本、燃料消耗及窑的寿命等影响很大。

玻璃的熔制过程包括一系列物理、化学、物理化学反应过程，一般分为五个阶段：（1）硅酸盐形成阶段：（2）玻璃形成阶段：(3）玻璃液澄清阶段： (4)玻璃液均化阶段(5)玻璃液冷却阶段以上五个阶段设实际是两个过程即配合料的熔化与玻璃的形成。

要完成这样的过程，合理的熔制工艺是正常生产的保证。

池窑的工艺制度包括温度、压力、泡界线、液面、气氛与换向等。

为达到高产、优质、低耗、长窑龄的要求，要求熔窑四稳作业，即温度稳、窑压稳、泡界线稳、液面稳。

玻璃熔制的温度制度，即熔化部的温度制度。

浮法玻璃熔窑通常采用数字光学高温计测量小炉腿温度，并与窑顶热电偶比较。

（2）玻璃熔制的压力分布：玻璃液面处的压力为零压力与微正压，不能为负压。

因为负压状态将吸收冷空气，改变窑内气氛，降低窑温，增加能耗，使窑内温度分布不均匀。

但窑压不能过大，过大窑炉冒火严重，增加燃料消耗，加剧窑体烧损，并不利于澄清和冷却。

(3) 玻璃熔制的泡界线制度：A. 泡界线的形成：投料机将配合料推进，配合料同时受到投料回流对料堆施加的阻止其前进的反向力，在高温熔化下，料堆熔化，未熔粉料和反应放出的气体形成泡沫稠密区，这与清净的玻璃液面间形成了一条整齐明晰的分界线，线内玻璃形成反应激烈进行，由很多泡沫。

线外，液面像镜子一样明亮，这条分界线就是泡界线。

B泡界线的控制：泡界线的形状、位置的稳定是熔化作业正常与否的重要标志，影响到窑的产量和玻璃液的质量。

从泡界线的成因看，其位置应与玻璃的热点一致。

在实际操作中，为防止跑料，将泡界线向投料口方向适当移一些，但要保证熔化面积，以保证产量和质量。

泡界线向澄清区凸出，两边对称，最好不能偏斜。