全电熔窑生产高硼硅玻璃工艺控制初探

6 结 语
总之，根据高硼硅玻璃生产工艺的特点，在实 际生产中，采取科学稳定的操作，可以获得较高质 量的玻璃液。
参考文献 ［1］西北轻工学院主编.玻璃工艺学[M].中国轻工业出版社，
1993. ［ 2］ 陈 金 方 .玻 璃 的 电 熔 化 与 电 加 热 [M].华 东 理 工 大 学 出 版
社，2002. ［ 3］ 陈 金 方 .日 产 8吨 甲 级 料 硅 玻 玻 电 熔 炉 设 计 和 调 试 过 程
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的料层，便冷却凝结，最终会残留在表层的配合料 中。而氯化钠熔点较低（熔点为801 ℃），电导率 极好，当表层氯化钠累计到一定量并熔解时，由于 其优良导电性能，会发生电流密度向表层集中，造 成表层温度高，发生“红顶”的现象。为了避免这 种现象的发生，配料层要控制适当厚度，一般是 10~15 mm，此时的表面松软，呈现暗红色。如果料 层覆盖太厚会出现“冻顶”的现象，这时对窑体可 能会造成很大的危害，要及时把厚料层砸开，让气 体及时排放出来，防止出现放炮现象。
Sun Zebo (Qinhuangdao glass industry research & design institute , Qinhuangdao , 066001 ) Abstract: All the properties of auto tinted (green) glass employed ilmenite concentrate as its colorant were characterized and the ratio of colorant in Na2O-CaO-SiO2 glass batch was also determined . Experiment results show that production cost of the auto glass tinted with this concentrate can be lowered significantly and the optical performances remain the same as those of the former glass which used cerium oxide or ferric iron oxide as its colorant . Key words : ilmenite , tinted green glass , lowering cost , optical performance
一温度曲线如上图所示。由图可见.几条曲线形状相 似 ， 说 明 使 用 钛 铁 矿 来 代 替 氧 化 铈 与 Fe2O3-CeO2TiO2为着色剂时料性是一致的。用钛铁矿来代替氧 化铈熔化的玻璃在料性方面完全能满足浮法生产工 艺 的 要 求 。 尤 其 是 3#样 品 以 钛 铁 矿 来 代 替 80%氧 化 铈效果最佳。
（3）氧化铈可用成本较低的钛铁矿精矿替代，
光学性能指标均能达到车用绿玻要求。经计算如用 钛铁矿精矿替代昂贵的CeO2可降低添加剂成本50%。
参考文献 ［1］张超武. 玻璃中铁着色的结构分析及配位场理论探讨[ J ].
玻璃与搪瓷. 2004，32（6）：38-42.
Study on Production of Tinted (Green) Glass with Ilmenite Concentrate Instead of Cerium Oxide
在高硼硅玻璃的生产中遇到的一个最突出的问 题就是硼的挥发问题。硼挥发给我们生产的稳定性 带来了很大困难，在窑炉的设计和生产操作中必须 充分地考虑到这个问题，常采取的措施有：
（1）料 道 溢 流 技 术 。 根 据 流 体 的 流 动 理 论 以 及玻璃变质层在成形端温度及黏度需设计专用的溢 流结构。因变质层的黏度较大，不宜流出，在溢流 区需采取增加燃烧器、电加热等方式来提高温度， 使其顺利的流出。
5 结 论
（ 1） 通 过 以 上 对 玻 璃 样 品 有 关 性 能 的 测 定 ， 可以采用现有玻璃的基础成分作为基料,针对Fe2O3CeO2-TiO2着色剂系统用钛铁矿精矿取代氧化铈时对 工艺参数作适当调整即可批量生产。
（ 2） 使 用 钛 铁 矿 精 矿 代 替 氧 化 铈 的 玻 璃 样 品 经检测其光学性能接近与以Fe2O3-CeO2-TiO2为着色 剂玻璃样品的指标。玻璃样品光学指标既保证太阳 光总透射降低，又能保证紫外线吸收的功能。
高硼硅玻璃的生产多采用火焰电助熔法、全电 熔法等。火焰电助熔法由于液面温度高，硼挥发严 重，能耗高，操作环境较差。电熔窑由于是冷顶操 作，能量损失小，硼挥发少等优点。目前，在国家 节能减排政策的指引下，电熔窑被越来越多的厂家 接受。电熔法是通过电极将电流引入破璃液中，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。而高硼硅玻璃溶 液中只含有少量的碱金属离子，导电性较差，生产 操作比较困难。作者就工作的实际经验和大家一起
（2）全 封 闭 料 道 技 术 ， 避 免 硼 在 通 路 中 的 挥 发。因玻璃液对耐火材料向上的钻蚀特别强，盖板 砖 要 采 用 好 的 砖 质 ， 一 般 采 用 无 缩 孔 的 41#电 熔 AZS砖，砖与砖对接加工面的尺寸要精确，以保证 砖缝的质量。但从另一方面讲，料道玻璃液的温度 相对较低，对盖板砖的侵蚀会大大减轻，可取得理 想效果。
交流。
1 各层功率的合理调配
我们的窑炉采用的是侧插电极，窑的形状是 不均匀的六角形，每较大的一面插有钼电极2 根 。 采 用 三 相 电 源 ， 电 极 共 分 4层 布 置 。 窑 炉 净 高度2 300 mm，顶层电极距离液面的高度为500 mm，熔窑的总功率为1 160 kW，投产之初采用的 功率及各层温度见表1。
研究与综述
全电熔窑生产高硼硅玻璃工艺控制初探
赵金柱 李小娟 李丽霞 陈国强 张丽霞 闫洪涛
（河北建材职业技术学院 秦皇岛市 066004）
摘 要 高硼硅玻璃由于熔化温度高、硼易于挥发等原因，在实际中难于操作控制。本文论述的是采用全电熔窑来进行生 产，对实际生产过程中出现的问题进行一些简单的探讨。 关键词 高硼硅玻璃 功率调配 料层厚度 液面稳定 硼挥发 分层 中图分类号：TQ171 文献标识码：A 文章编号：1003－1987（2008）08－00005－03
（3）采 用 精 确 的 液 面 控 制 系 统 和 先 进 的 加 料 方式，保证液面的稳定性，减少变质层进入成形流
研究与综述
的机会。 同时在硼原料的选择方面尽可能的选用美国进
口 的 五 水 硼 砂 （ Na2B4O4· 5H2O） 。 十 水 硼 砂 （ Na2B4O7· 10H2O） 的 价 格 较 低 ， 但 硼 的 挥 发 量 大，损失大，玻璃成分的波动也大，熔化耗能也 高，综合考虑还是用五水硼砂较好。
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全国性建材科技期刊——《玻璃》 2008年 第８期 总第203期
表1 熔窑各层功率一览表
层数 功率/kW 热电偶温度/℃
第一层 300 1400
第二层 340 1500
第三层 320 1540
第四层 200 1510
熔窑的料层相对比较厚，料层颜色发暗，在低 洼的部位，时常会聚集液体，熔窑的温度制度很难 控制。同时，在第2、3层之间，热点比较集中，经 过2个月的运行，发现在玻璃制品上出现了耐火材料 结石，制品在封接时容易炸裂，说明玻璃液的组分 不太均匀。在玻璃制品的表面，经常有斜锆石存 在，说明耐火材料侵蚀很大。用光学温度仪测量窑 侧放料口的放料温度最高为1 580 ℃。通过技术分 析，初步认为是窑内温度过高所致。同时，第2 层 、 第 3层 功 率 过 高 ， 对 窑 的 安 全 运 行 和 使 用 寿 命 带 来 了 负 面 影 响 。 最 后 经 研 究 决 定 增 加 第 1层 钼 电 极的功率，调整各层电极工艺参数，调整后各层功 率见表2。
Zhao Jinzhu , Li Xiaojuan, Li Lixia, Chen Guoqiang, Yan Hongtao (Hebei vocational technical college of building materials , Qinhuangdao , 066004 ) Abstract : The control of production technology parameters is difficulty due to high melting temperature of borosilicate glass and volatility of boron . In this passage the troubles occurred in practical production was discussed under the condition of full electric melting furnace . Key words : borosilicate glass , power regulation , thickness of material bed , stability of fluid level , volatile of boron , demixing
3 控制液面的稳定
在高硼硅生产中，液面的稳定对提高产品质量 至关重要。一般来说，玻璃的液面高于流道的内顶 盖下部，但是随着硼硅玻璃对顶盖的侵蚀，顶盖会 变薄，流道内部有时会有空气进入，使得硼挥发， 并在顶盖下侧凝结，当液面变化时，凝结在顶盖的 物质会进入玻璃液中生成不合格玻璃液，成品率下 降。
4 硼的挥发
2 表面料层厚度的控制
高硼硅玻璃熔化温度高，难于澄清，采用传统 的澄清剂，澄清效果不明显。现在普遍采用氯化钠 作为澄清剂，氯化钠的沸点为1 413 ℃。在更高的温 度下，氯化钠便会从玻璃液扩散到残余气泡内，使 之膨胀，从而上升溢出玻璃液。如果生产时料层偏 厚（从外观上来看，整个料层呈现暗色，看不见有 红色的地方），氯化钠蒸气向外溢出时，遇到冷却
层数 功率/kW 热电偶温度源自文库℃
表2 熔窑各层功率一览表
第一层
第二层
第三层
360
300
270
1450
1480
1525
第四层 220 1505
从 表1和 表2的 对 比 中 可 以 看 出 ， 适 当 提 高 第 1层钼电极，降低第2、3层钼电极的功率，对整个窑 炉的温度制度分布、整体能耗都有改善作用。从玻 璃液的质量来看，玻璃组分比较均匀，玻璃制品焊 接时不易炸裂，因而玻璃的内在质量有所提高，从 放料口观察放出的玻璃的温度来看，窑内的温度依 然很高，用光学测温仪测得的温度高于1 550 ℃。玻 璃制品表面的耐火材料杂质减少，同时玻璃的均匀 性增强，说明对耐火材料的侵蚀减小。
[C].庆祝中国硅酸盐学会成立六十周年全国玻璃窑炉技 术研讨交流会论文集汇编.2005年.
Primary Discussion on Production Technology Control of Borosilicate Glass
With Full Electric Melting Furnace
5 高硼硅玻璃的分层
在处理分层的问题上，首先采用的也是最有效 的方法还是如何把底部的变质玻璃液排放出来，因 为变质层中Al2O3的含量较高，玻璃液的黏度较大， 流动性较差，在放料的过程中会出现开始放出来的 是放料口附近变质的玻璃液，一定时间后，随着温 度的升高，上层温度比较高，质量好的玻璃液因流 动性好被放出来，而底部的变质层没有被放出来， 也就失去了放料的意义。还会出现随着放料次数的 增加，放料口会被冲刷得很严重，流量会越来越 大，质量好的玻璃液更容易被放出来，而底部的变 质层更不容易被放出来。解决这个问题的方法可采 取增加放料口、放料口采用优质的耐火材料、放置 耐冲刷的钼环、包白金等措施，最好还是采用小流 量、连续放料的方式，池底保温等措施来提高炉底 的温度以减少变质层的厚度，同时也加强了玻璃的 流动性，使变质的玻璃更易均化，对池底耐火材料 的要求也提高了，一般采用33#电熔AZS砖。