第一编 玻璃电熔基础 1
1 玻璃的导电行为 3
1.1 熔融玻璃的电导率 3
1.1.1 玻璃的导电性 3
1.1.2 熔融玻璃电导率和温度的关系 3
1.1.3 熔融玻璃电阻率与化学成分的关系 4
1.1.4 混碱效应的应用实例 6
1.1.5 常用的熔融玻璃的电阻率—温度曲线 7
1.1.7 熔融玻璃电阻率的计算 10
1.1.6 失调角和稳定性准数对玻璃电熔控制的影响 10
1.1.8 玻璃的粘度 12
1.2 电极间玻璃液电阻的计算 13
1.2.1 欧姆定律的应用 13
1.2.2 板状电极间玻璃液电阻的计算 14
1.2.3 两支平行棒电极间的电阻 15
1.2.4 两列平行放置的棒电极的电阻 15
1.2.5 两支相对放置的棒电极的电阻 16
1.2.6 三相电极的电阻计算 16
2.2 钼电极 17
2.1 电极的选择原则 17
2 电极 17
2.2.1 钼电极的物理性能 18
2.2.2 钼电极的组织结构变化 19
2.2.3 钼电极的化学性能 20
2.2.4 钼电极的结构和布置 24
2.2.5 电极水套 33
2.2.6 钼电极临界电流密度和尺寸的选择 39
2.2.7 钼电极的蚀损与保护 41
2.2.8 钼电极的电缆联结 43
2.2.9 钼电极的使用及注意事项 44
2.3 氧化锡电极 46
2.3.1 氧化锡电极的概述 46
2.3.2 氧化锡电极的物理性能 46
2.3.3 氧化锡电极的化学性能 50
2.3.4 氧化锡电极的制造工艺 51
2.3.5 几种常用的氧化锡电极 51
2.3.6 氧化锡电极的安装和使用 52
2.3.7 氧化锡电极的的蚀损 54
2.4 硅碳棒电热元件 54
2.4.1 硅碳棒的物理性能 54
2.4.2 硅碳棒的化学性能 55
2.4.3 硅碳棒的老化和涂层保护 56
2.4.4 硅碳棒的规格与型号 56
2.4.5 硅碳棒的电气联接 58
2.4.6 硅碳棒使用的注意事项 58
2.5 二硅化钼发热元件 59
2.5.1 硅钼棒的理化性能 60
2.5.2 安装方法 61
2.5.3 使用要点 61
2.5.4 硅钼棒元件参考数据 62
2.6 石墨电极 64
2.7 铂电极 65
2.8 冷却水系统 65
3 供电与控制 68
3.1 供电及控制系统 68
3.1.1 可控硅+隔离变压器 68
3.1.2 可控硅+磁性调压器 69
3.1.3 感应调压器+隔离变压器 70
3.1.4 抽头变压器 72
3.1.6 几种调压器的性能比较 73
3.1.5 T 形变压器 73
3.2 可控硅控制系统 75
3.2.1 接隔离变压器的可控硅系统 75
3.2.2 接磁性调压器的可控硅系统 76
3.2.3 接过零触发的(周波控制器)的可控硅控制系统(调功器) 76
3.2.4 接移相控制器的可控硅控制系统(调压器) 78
3.3 可控硅的触发系统及触发仪表 79
3.3.1 恒流控制 79
3.3.2 恒温控制 81
3.3.3 恒电阻控制 82
3.4 电加热闭环控制方案 83
3.3.4 调功器(周波控制器) 83
3.3.5 可控硅调压移相控制器(TO—Y1/3—A/B 型) 83
3.5 变压器的设计选型 84
3.5.1 变压器的设计选型 84
3.5.2 变压器选择的注意事项 84
3.6 供电及控制系统设计过程中的注意事项 85
3.7 控制柜的设计与制造 86
3.7.1 电熔化所需的基本设备 86
3.7.2 仪表控制柜 86
3.7.4 开关 87
3.7.5 快速熔断器的选择 87
3.7.3 对控制系统的要求 87
3.7.6 可控硅元件的选取 88
4 玻璃电熔窑的电源选择 90
4.1 玻璃电熔窑的熔化电源 90
4.2 玻璃电熔窑的应急电源 90
4.3 功率因素的提高 92
4.3.1 功率因数补偿方法 92
4.3.2 功率因数的计算 93
4.3.3 补偿容量的确定 94
5 砌窑材料 96
5.1 烧结锆刚玉砖 96
5.2 电熔锆刚玉砖 96
5.3 电熔刚玉砖 98
5.4 电熔锆铬刚玉砖(AZCS) 101
5.5 电熔石英砖 103
5.6 电熔锆英石砖 103
5.7 耐火材料的钻孔 103
6.1 全电熔窑的优缺点 107
6.1.1 全电熔窑的优点 107
第二编 全电熔玻璃窑 107
6 全电熔玻璃窑概述 107
6.1.2 全电熔窑的缺点 108
6.2 全电熔窑的分类 109
6.2.1 热顶电熔窑 109
6.2.2 半冷顶电熔窑 109
6.2.3 冷顶电熔窑 109
6.2.4 熔化含有高挥发性组分的玻璃电熔窑 110
6.2.7 中型和大型电熔窑 111
6.3 全电熔窑一览 111
6.2.6 小型电熔窑 111
6.2.5 熔化深色玻璃的电熔窑 111
6.3.1 Gornelius 电熔窑 112
6.3.2 Souchon-Neuvesel 窑 113
6.3.3 Borel 窑 114
6.3.4 W.Konig 窑 116
6.3.5 Grebenshtchirkov 窑 117
6.3.6 Penberthy 窑 118
6.3.7 双室电熔窑 118
6.3.8 铅晶质玻璃电熔窑(T 型窑) 121
6.3.9 六角形竖井式电熔窑(德国 SORG 公司设计的 VSM 电熔窑) 122
6.3.10 “波歇”(Pochet)窑 123
6.4.3 对配合料的要求 124
6.4.2 熔制特性 124
6.4 全电熔窑的熔制特性及其对配合料的要求 124
6.4.1 电熔窑中的液流情况 124
6.5 玻璃电熔窑是玻璃厂防止环境污染的有力举措 125
6.5.1 全电熔窑的熔化反应降低了有毒气体(如 SO2、NOx)的排放量 127
6.5.2 降低有害的挥发性玻璃组分 127
6.5.3 降低挥发到空气中的尘粒 127
6.5.4 降低了窑炉周围的操作温度 127
6.6.1 粉尘或废气净化设备 128
6.6.2 能源消耗和热效率 128
6.6 玻璃全电熔窑的技术经济分析 128
6.5.5 降低了噪音 128
6.6.3 基建投资 129
6.6.4 节约的挥发性原料 130
6.6.5 玻璃电熔窑的技术经济分析实例 130
7 全电熔窑的结构设计 132
7.1 全电熔窑的形状 132
7.2 全电熔玻璃窑炉的加料 134
7.2.1 垄式加料机 135
7.2.2 螺旋式加料机 135
7.2.6 旋转播料式加料机 136
7.2.5 带振动槽的加料机 136
7.2.4 作扇形回转运动的皮带式加料机 136
7.2.3 皮带振动式加料机 136
7.2.7 可倾翻的旋转播料式加料机 137
7.2.8 带旋转料仓的加料机 138
7.3 供电电源和电极连接 138
7.3.1 单相系统 139
7.3.2 两相系统 139
7.3.3 三相系统 140
7.4 全电熔窑主要尺寸的确定 142
7.5.1 全电熔窑各部位耐火材料的合理选用 143
7.5.2 电熔窑的保温 143
7.4.1 全电熔窑熔化面积的确定 143
7.5 全电熔窑各部位耐火材料的合理选用和窑的保温 143
7.4.2 全电熔窑熔化池最佳深度的确定 143
7.6 全电熔窑的热平衡计算 144
7.7 电极插入方式的选择 144
7.8 供电变压器电流和电压的确定 145
8.1.2 电熔窑的烤窑过程 146
8.1.1 烤窑要求 146
8.1 电熔窑的烤窑 146
8 玻璃全电熔窑的烤窑和运行 146
8.1.3 电熔窑的烤窑过程遇到的问题和解决办法 147
8.2 电熔窑的操作 147
8.2.1 熔化温度和输入功率 148
8.2.2 熔化量(翻转限 Turn-Down Limit) 148
8.2.3 配合料覆盖层 149
8.2.4 电极插入深度 149
8.2.5 玻璃组成及配合料 149
8.2.7 停电问题 150
8.2.6 玻璃的出料速度 150
8.2.8 电极和电极冷却水套 151
8.2.9 更换电极 151
8.3 电熔窑的运行 151
8.3.1 热顶电熔窑的运行 151
8.3.2 冷顶电熔窑的运行 153
8.4 电熔窑的运行实例 155
［例1］小型玻璃电熔窑的运行实践 155
［例2］小型硼硅酸盐玻璃电熔窑操作和换料经验总结 157
［例3］Laurens—Pieree 玻璃公司玻璃电熔窑的运行情况 159
［例4］熔制铅晶质玻璃的“T”形电熔窑的运行 160
9.1 使用硅钼棒间接加热的电热坩埚窑 162
［例1］双坩埚室的电热坩埚窑 162
［例2］熔制铅晶质玻璃的电热坩埚窑 162
9 全电熔窑的典型实例 162
9.2 熔制钠钙玻璃的全电熔窑 163
［例3］日产6t 钠钙玻璃全电熔窑 163
［例4］日产0.5t 白料眼镜玻璃的小型电熔窑 164
［例5］日产3t 灯泡玻璃的全电熔窑炉 167
［例6］日产6t 灯泡玻璃的全电熔窑 169
9.3.2 铅晶质玻璃电熔窑的现状及发展前景 171
9.3.3 铅晶质玻璃全电熔窑内电极的选用 171
9.3 熔制铅玻璃的电熔窑 171
9.3.1 铅晶质玻璃的熔制 171
［例7］日产7t 铅晶质玻璃的电熔窑 172
［例8］用钼电极熔制铅晶质玻璃电熔窑 173
［例9］日产1.3t 的铅晶质玻璃电熔窑 174
［例10］日产3t 的铅晶质玻璃电熔窑 174
［例11］日产9t 的铅晶质玻璃电熔窑 174
［例12］用棒状氧化锡电极的电熔窑 176
［例13］用块状氧化锡电极的电熔窑 177
［例14］日产1～3t 铅晶质玻璃的电熔窑 178
［例15］日产12t 铅晶质玻璃的电熔窑 179
［例16］熔化钡晶质玻璃的电熔窑 180
［例17］熔制铅晶质玻璃的三相电熔窑 181
［例18］日产12t 的铅玻璃电熔窑 183
9.4 熔制硼硅酸盐玻璃的电熔窑 185
9.4.1 减少硼挥发的机理 185
9.4.2 厚料层垂直深层电熔技术 186
9.4.3 高硼硅玻璃熔化特点及使用电熔的优越性 187
［例19］日产1.5t 高硼硅玻璃的电熔窑 189
［例20］日产150kg 高硅氧玻璃的电熔窑 192
［例21］日产1.4～1.8t 硼硅玻璃的电熔窑 194
［例22］熔化无碱铝硼硅酸盐玻璃的小型电熔窑 196
［例23］日产25t 和40t 的高硼硅玻璃的电熔窑 197
［例24］生产派来克斯硬质玻璃的电熔窑 200
9.5 熔制氟乳浊玻璃的电熔窑 201
［例25］日产300kg 玻璃马赛克的电熔窑 201
［例26］日产7t 氟化物玻璃的电熔窑 202
［例27］日产4～6t 氟乳浊玻璃的电熔窑 203
［例28］日产3t 氟乳浊玻璃的电熔窑 204
［例29］日产0.5～1.5t 乳白玻璃的电熔窑 206
［例30］日产1.5t 乳白玻璃电熔窑 208
9.6 熔制有色玻璃的电熔窑 210
［例31］熔制有色玻璃的电熔窑 210
［例32］日产1.5t 黑色玻璃的电熔窑 212
9.7 玻璃纤维电熔窑 214
［例33］日产2.5t 耐碱玻璃球的电熔窑 214
［例34］日产300kg 耐碱玻璃纤维的电熔窑 216
9.8 熔制瓷釉的全电熔窑 222
9.8.1 熔制瓷釉电熔窑概述 223
9.8.2 熔制瓷釉电熔窑的设计和应用 223
［例35］日产1～1.5t 钛白粉搪瓷瓷釉电熔窑 225
［例36］熔制搪玻璃底釉和面釉的电熔窑 227
9.9 电熔日池窑 228
［例37］日产500kg 硬质玻璃的电熔日池窑 228
9.10 小型热顶电熔窑 231
［例38］生产支架玻璃杆的全电熔窑 231
第三编 火焰池窑的电助熔 237
10 火焰池窑的电助熔的意义 237
10.1 池窑电助熔的优缺点 238
10.2 电助熔加热的技术经济分析 241
11.1 电助熔窑内的电极布置和功率配置 243
11 电助熔池窑的设计和操作要点 243
11.2 电助熔加热功率的计算 248
11.3 电助熔池窑耐火材料的选择 249
11.4 电助熔池窑的操作要点 249
12 电助熔池窑的实例 251
12.1 生产硼硅酸盐玻璃的电助熔池窑 251
［例1］生产安瓿玻璃的电助熔池窑 251
［例2］生产高硼硅仪器玻璃的电助熔池窑 253
12.2 生产有色玻璃的电助熔池窑 256
［例3］生产翠绿色瓶的电助熔池窑 256
［例4］生产香槟酒瓶的电助熔池窑 257
12.3 生产平板玻璃的电助熔池窑 262
［例5］生产平板玻璃的电助熔池窑 262
［例6］燃发生炉煤气的蓄热式马蹄焰池窑的电助熔池窑 263
12.4 玻璃球窑的电助熔技术 268
［例7］用重油为燃料的电助熔池窑 268
［例8］用煤气为燃料的电助熔池窑 270
12.5 生产玻璃瓶罐的电助熔池窑 272
［例9］生产青白料瓶的电助熔池窑 272
13.1.1 对供料道的要求 279
13.1 供料道工作原理及其加热现状 279
13 供料道电加热的概述 279
第四编 供料道的电加热 279
13.1.2 供料道加热的现状 280
13.2 供料道电加热的优越性 281
13.3 供料道电加热分类 282
13.3.1 直接式、间接式和混合式电加热 282
13.3.2 小流量、中流量、大流量供料道 282
13.4 供料道电加热时的技术经济分析 283
13.4.1 设备投资 283
13.4.2 设备的折旧 283
13.4.3 与柴油加热供料道的比较 284
13.4.4 电加热时成品率的提高 286
14 供料道电加热的设计 288
14.1 料道加热方式的选择 288
14.1.1 辐射式和埋入式电加热的比较 288
14.1.2 混合式电加热的采用 288
14.2 料道与工作池的接口 289
14.3 电加热料道能耗的计算和变压器功率确定 289
14.3.1 电加热能耗的计算 290
14.4 电极配置 291
14.3.2 变压器功率的确定 291
14.5 电加热料道用的耐火材料和保温材料 292
15 供料道电加热的使用 293
15.1 埋入式供料道电加热时电位场和温度场的分布 293
15.1.1 均匀电场中的情况 293
15.1.2 非均匀电场中的情况 293
15.1.3 供料道电加热时玻璃液的电位场和温度场分布 294
15.2 埋入式供料道电加热时玻璃液产生气泡的原因 295
15.2.1 钼电极中的碳含量 295
15.2.2 玻璃液温度 295
15.2.4 玻璃添加剂 296
15.2.3 电流密度 296
16 供料道电加热实例 298
16.1 用硅碳棒的辐射式电加热 298
16.2 成型通路的电加热 305
16.3 用板状钼电极的电加热 309
16.3.1 板状与棒状钼电极加热供料道的比较 309
16.3.2 板状电极的作用区域 310
16.3.3 变压器电工参数的确定 310
16.3.4 板状钼电极料道的启动与保护 310
16.3.5 影响板状钼电极使用寿命的因素 311
16.4 用棒状钼电极的电加热 326
16.5 氧化锡电极加热的供料道 340
16.6 热套法电加热 344
16.6.1 料道内衬砖材料和引电材料 344
16.6.2 引电片的布置 345
16.6.3 效果和发展方向 345
16.7 辐射式电热元件和埋入式电极相结合的混合电加热料道 346
16.8 含料盆电加热的料道 351
16.9 人工挑料口的电加热 353
16.10 料道着色 354
17 玻璃电熔窑设计单位和配套材料主要厂家 355
17.1 江苏大学材料科学与工程学院玻璃组 355
17.2 张家港五洲变压器有限公司 356
17.3 重庆市潼南电熔耐火材料有限公司 357
17.4 新密市东方耐火材料有限公司 357
17.5 广州市岭南耐火材料公司 358
17.6 西安临潼硅碳棒厂 359
17.7 河南省登封市钨钼材料厂 360
主要参考文献 361