日产8吨（甲级料）中性硼硅玻璃电熔炉设计和调试过程

陈金方

（江苏大学材料学院，江苏  镇江 212013）

        某厂要我设计一座日产8吨硼硅玻璃电熔炉，用来生产（甲级料）中性硼硅玻璃，其基础配方组成如表1。膨胀系数为51×10^-7。该电熔窑已于2005年10月30日通过了国家食品监督管理局、中国医药包装协会组织的专家鉴定^*。成功生产出了硼硅药用玻璃系列产品，改变了国内中性硼硅玻璃大部分依靠进口的局面。

在电熔炉设计和调试过程中，有一些经经验写出来供大家参考。　

表1（甲级料）中性硼硅玻璃

SiO2	Al2O3	Na2O	CaO	B2O3
74－76	4.5－5.5	7－8	1－2	10－12

（1）电熔炉的结构

        接到这一设计任务之后，考虑玻璃配方有两个特点（一）配方中氧化铝的含量达到5%，氧化硅加氧化铝的量超过了80%。（二）玻璃配方中则必需引进碳酸钠、硝酸钠才能满足配方中Na2O的含量。这就使得玻璃的配方中气体率含量增加。针对这两个特点，决定选用矩型结构。便于建立稳定的温度场，让粘稠层有足够高的温度，让灰泡和小气泡迅速排出。有关的原理作者发表在玻璃与搪瓷2004年NO5《熔制硼硅酸盐玻璃的电熔窑――浅谈窑型、冷炉顶、配方三者关系》上。

图1 日产8吨（甲级料）中性硼硅玻璃电熔炉

        如图1采用矩型电熔窑。该窑已经成功地解决了熔化硼硅酸盐玻璃（热膨胀系数在51×10^-7/℃熔制的难题。

        在此有一点需要说明的电熔窑并不是越深越好，也不是电熔窑越大池深就要越深。这一点要回到电熔窑的设计理念上来，电熔窑讲究的是体积熔化率而不是面积熔化率。　

（2）电熔炉配方的调整。

        生产甲级料（中性硼硅玻璃）在欧州己强制推广，但在中国还没有先例，还有一个认识的过程。更不要说用电熔窑生产甲级料了。所以配方是生疏的，更难的是火焰窑可以使用的配方电熔窑不一定能使用，需要做一些调整。其中包括配合料成份的选择，颗料度的选择，水份的控制，澄清剂的选择，用量的选择，纯度的控制等。

        例如，在调试最初阶段，由于原料的纯度达不到要求，在电极的周围出现四个脸盆大的红眼晴，大量的热量从这四个眼晴中跑掉了，给人的假象是变压器的二次电压不够高，电熔窑的温度升不上去，玻璃液中一些小的灰泡排除不掉。然后找到有关的原料厂家，知道的原料的纯度，决定撤换原料，两天后这即消除。

        在调试过程中一定要沉着冷静，一个因素一个因素的调整。不要两个以上因素同时调。要充分采纳设计人员的意见。

（3）电熔炉的运行和操作

        电熔炉采用的是恒电流控制，基本原理是：温度↑―电阻↓―电压↓―功率↓―温度↓。整个过程是自动完成的，不需要去手动调节。

        要保持冷炉顶，其基本思想是要保证窑炉工况的稳定，而不是为保冷炉顶而保冷炉顶。对于有经验的操作人员冷顶可以控制得非常好，对新上电熔窑的厂家不能一味强调冷顶，否则是本末倒置，适得其反。

作者设计的日产8吨的生产（甲级料）中性硼硅玻璃的全电熔窑

（4）出料量一定要稳定

*根据（2005）镇证民内字第1659号网络保全证据公证书

主要参考文献

1.陈金方.玻璃的电熔化与电加热.上海.华东理工大学出版社，2002.

2.陈金方.熔制硼硅酸盐玻璃的电熔窑――浅谈窑型、冷炉顶、配方三者关系[J].玻璃与搪瓷，2004，（5）：24-25.

作者介绍：陈金方（1963），男，副教授，硕士生导师，《玻璃的电熔化与电加热》编著。主要从事玻璃电熔窑方面的研究和设计工作。联系电话：0511—88791451，手机：013951280541  http://www.ujsglass.com　E-mail:jfchen@ujs.edu.cn