高硼硅玻璃电熔炉操作维护说明书

高硼硅玻璃电熔炉操作维护说明书

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第一部分玻璃电熔的原理及优点

玻璃是熔融、冷却、固化的非结晶无机物，具有一系列非常可贵的特性：

透明(或色彩绚丽)、坚硬、良好的耐蚀、耐热和电学、光学性质，可以制成平板、器皿、瓶罐、太阳能管、建筑玻璃、工艺美术品等，已成为人民生活用品的一部分。并广泛应用于建筑、容器包装、电子、照明、光学、化学仪器、国防等多个行业和领域，而且随着玻璃制作技术的不断提高，应用的范围也更加广泛。

玻璃有以下电学特性：低温时玻璃是非常好的绝缘体，近年来，发达国家和发展中国家输变电网中的很多器件均采用玻璃制品绝缘，但是在高温状态下，玻璃就变成了一种电导体。熔融玻璃含有碱金属钠、钾离子，它具有导电性能，当电流通过时，会产生焦耳热效应，热量够大时，则可以用来熔化玻璃，这就是所谓的玻璃电熔技术。

电熔方法与传统火焰式加热熔炉比较有许多明显的优点：

1、利用玻璃液直接作为焦耳热效应的导电体，热效率可以高达80—85％，节约能源。

2、炉型结构简单，占地面积小。

3、降低噪音、消除公害、污染小、改善劳动条件。

4、减少昂贵原材料氧化物挥发，熔制出的玻璃液成分均匀，产品质量高。

5、熔制生产过程便于实现自动化操作，控制平稳。

6、电熔炉大修过程费用少，并且时间短。

第二部分全电熔炉炉体概述

全电熔炉主要包括熔炉主体、电气系统、钢结构、循环水、电炉加热和测温元件五部分。电炉主体

在结构上分为熔化池、流液洞、上升道、料道、料盆五部分，在性能上分为熔化区和非熔化区。

熔化区设计采用冷顶式垂直熔化原理，将熔化过程集中。熔化区平面为圆形，上下结构为T型，熔化区顶部采用粘土质耐火材料砌筑。熔化区形状的设计有利于玻璃熔化及均化，并在不留熔化死区，最大限度的保证玻璃在熔化区的熔化和澄清，因而能确保熔化出高质量的玻璃液。

熔化区和非熔化区与玻璃液接触的材料全部采用电熔AZS，其它外层材料由各种不同型号的粘土砖、轻质粘土保温砖和硅酸铝制品构成。

熔炉中主要耐火材料如下：

熔化池池壁33#、41#氧化一WS--AZS

流液洞和上升道池壁33#、41#氧化一WS--AZS

池底砖33#氧化一WS—AZS

料道33#、41#氧化一WS—AZS

熔化池炉顶砖粘土砖

为了延长电炉的使用寿命，除池壁砖使用优质的电熔AZS砖外，流液洞采用加长形式，方便电极安装与维修，及对流液洞的冷却保护。

上升道作为玻璃液的过渡通道，考虑了其加热及保温，为料道玻璃液的调整提供基础温度。

料道作为玻璃液的澄清均化阶段，采用了玻璃液内部与空间加热并存形式，进一步提高玻璃液的质量。而且料道的钢构为料道提供了可以上下调整的机构。并加有3处排渣设备、一处液面检测系统。

整台电炉有不同的温度调整区域及测温点，可以针对某一或整体区域进行温度调整控制。

耐火材料主体位于窑炉的钢结构上，依次分布着熔化池、流液洞、上升道和料道及料盆。

从流液洞开始属于非熔化区。非熔化区包括流液洞、上升道、料道、料盆。

料道的结构是封闭式的，内衬砖全部为AZS锆刚玉砖，外层为粘土砖、粘土轻质保温砖。

第三部分全电熔炉电气系统

一、电气系统简述

此电气系统是一套全电熔炉熔化及保温的控制系统,此系统运行安全可靠,配有专为玻璃电熔化设计制造的特种变压器,熔化部采用磁性调压器调压方式，熔炉其它部位采用的是晶闸管调压方式，各运行电气参数可直观的进行监测。此套电气控系统按熔炉运行结构分为两个独立的电气单元—熔化部和非熔化部，各个电气单元在电气控制上各自独立，互不干涉，可单独控制。

二、熔化部电气部分结构与组成

1.控制原理：熔化部主熔电极采用的是磁性调压器＋隔离变压器的供电方式，均化电极采用磁性调压器供电方式，和控制仪表相结合能实现恒功率控制和恒电流控制，控制方式分为手动和自动，此供电系统能够实现连续调压，运行可靠，没有相位偏移，故障率极低。

另外，由于主熔化电极采用的是三支并联使用，为了防止分配在三支电极上的电流不平衡，为每支电极设计安装了平流器，平流器的作用就是在电熔炉正常运行时，保证通过并联使用的三支电极的电流基本平衡。

2、操作柜

主熔化磁调操作柜面板主要分布有：磁调二次侧电压表，隔离变压器一、二次侧电压、电流表，励磁电流、电压表，励磁合、分闸，手、自动转换，手动调节电位器，隔离变压器合、分闸，急停按钮等；均化磁调操作柜面板主要分布：磁调一、二次侧电压、电流表，励磁电流表，励磁电压表，励磁合、分闸，手动调节电位器，手、自动转换，磁调合、分闸、急停按钮等。

3、主熔中央控制柜

冷却循环水水温巡检仪，储水池温度控制，熔化区温度显示、主熔隔离变压器副边每相电流/电压/功率显示及变送、主熔隔离变压器原边三相电流/电压/功率显示及变送，均化磁调副边每组电流/电压/功率显示及变送，均化磁调原边三相电流/电压/功率显示及变送，主熔和均化恒功率和恒流控制及变送，主熔和均化合、分闸，主熔和均化励磁合、分闸，主熔和均化恒功率和恒电流切换，主熔和均化急停等。

主熔操作柜控制面板还设置熔炉水冷电极（包括熔化池电极、流液洞、上升道以及放料

电极）各路循环水巡回检测报警仪，用于24小时监控各水套的水温和回水情况，安装于水收集器的Cu-50热电阻时时对每路水管的水温进行检测，当有异常（水温偏高或断水）时，报警仪面板上该路指示灯亮起，发出报警指示。报警仪的设置及使用详见《巡检仪使用说明书》。

温度控制仪对储水池温度进行监控，并通过冷却循环泵对水温实现自动控制。详见之后章节《循环水部分》。

主熔中央控制柜面板上还分布有熔化区温度显示仪表，分别显示熔化区炉顶温度和炉中温度。

4、操作说明及注意事项

1、主熔磁调操作柜和均化磁调操作柜面板上的电位器必须在零位时，才能合闸送电。

2、磁性调压器一经送电，即有一个较低电压，并产生一个初时功率，这属于正常情况。

3、尽量避免断路器带载切投，断电前，应用手动方式将电位器调至零位，再行断电。

三、非熔化部电气部分结构与组成

熔炉其它部位采用的是晶闸管调压＋隔离变压器的供电方式，触发器采用的是我公司自主研发的移相脉冲触发装置，触发脉冲稳定，输出电压无晃动，输出无直流分量，具有良好的调节、控制和保护特性，如限流、过流保护、缺相保护、软启动、软关断、对电网冲击小等等。且此种设备轻便，使用可靠，运行电气参数也可直观的进行监测。该系统包括炉前变压器、调压柜、控制柜。

炉前变压器经调压柜晶闸管调压后，加于变压器原边侧变成较低的工作电压。以满足负载的低电压大电流特性。每台变压器均设三或四个档位，技术人员要根据实际使用情况选择相应的档位。一定要保证在需要的电流下，变压器处在最低的电压档位上。变压器的输出电压档位详见变压器使用说明书。

调压柜包括柜体、触发器、可控硅、断路器、互感器、接线端子等。其工作原理是通过调整触发器脉冲信号，来控制可控硅的导通角从而调整可控硅的输出电压。实际操作是通过调节装于控制柜内电位器的给定大小，手动调节输出电压，控制负载电流。调压柜的触发器为电感负载专用，内装快速熔断器，设有缺相(L2)和过流(L1)保护，当处于保护状态下时，电位器的调节将失去作用，这时必须先将电位器回零，再将调压柜内的复位按钮按下，待L2或L1示灯熄灭后，检查线路无故障情况下，再重新给定。

控制柜包括两个柜体、电压表、电流表、温控仪、电位器、等。

1、仪表显示炉前变压器二次输出的电流、电压读数，各个仪表的量程根据使用功率不同而不同。熔化区控制柜中的电压表和电流表由于受负载的影响，其各层电极的显示值可能会有一点偏差，这属于正常情况。

2、高性能PID调节器用于对炉温的显示及温度PID自动控制，可手动/自动控制，料道空间控制柜设有手动和自动切换开关，当开关处于手动位置时，用下方的电位器调节二次电压和电流。自动时由控制柜上设的智能温度控制仪自动控制温度。所有测温热电偶都是通过带有屏蔽的补偿导线与控制柜面板相连，在此由变换器将输入信号转换成控制／数据收集电路的格式信号。

第四部分钢结构

钢结构分为承重部分和加固部分。由底梁、立柱、拉杆、顶丝、楼梯、平台等焊接组成。底梁由纵向放置的两排工字钢，和横向放置的多排工字钢组成，用以承托整个熔炉。

立柱包括熔化区立柱，上升道侧根立拄，料道整体用钢板加固。防止炉体由于高温膨胀和玻璃液的挤压而变形。

楼梯是为了方便的到达熔化池平台和炉坑底所建造的。平台分料道平台和熔化池平台，熔