玻璃行业的三大窑炉
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全电熔窑不采用。
窑炉及设计(玻璃)
③板状电极：
紧贴布置侧墙上，使电流密度和热量分 布都较匀，电极侵蚀较小，适合硼玻璃 熔制及不希望有强烈对流的部位。如流 液洞、供料道上，能在小区域内均匀加 热，不使耐材过分侵蚀，
缺点：运行间不能更换。
窑炉及设计(玻璃)
④塞状电极：短棒状，插入玻液约 10~20cm，安装有水平或垂直。 多用在小型电熔窑上。 板状电极损坏时可由它代替。 能产生强烈对流，热量集中在与电极 相接触耐材，易造成耐材损坏。
钠钙玻璃除离子数量外，离子强度和半径 也影响导电性。与Na+相比，K+结合虽弱， 但K+半径较大，迁移阻力大。Li+半径比 Na+小，但Li+结合强，Li+迁移比Na+困难。 Na+最有利于增加导电性。混合碱玻璃导 电性最差。
窑炉及设计(玻璃)
导电性难易以电阻率ρ（Ω•cm）或电导率σ （1/Ω•cm）来表示。 玻璃室温为电绝缘体σ=10-13~10-15/Ω•cm。 T↑ ρ ↓σ ↑↑ 熔融态σ= 0.1~1/Ω•cm 含其它改良剂离子时，降低离子迁移和ρ 如Ca2+、Ba2+、Pb2+↑玻璃ρ ↑↑。
窑炉及设计(玻璃)
钼电极在高温时会向下弯曲，有折断危险， 电极L/φ＜20。
电极上侧形成液流，盆状侵蚀，严重时会 造成砖穿孔。下侧对流较弱。
电 极 于 池 深 1/3-1/2 侧 墙 处 插 入 50-90cm ， 顶端电流密度非常高，形状呈椭圆形。连 续使用顶端变尖缩短，需定期推进窑内。
缺点：大型熔窑或熔化高电阻玻璃操作电 压高（大于300V）。
窑炉及设计(玻璃)
（3）适宜熔制含高挥发物组分（F、Pb、 B、P等）玻璃和极深色颜色玻璃：火焰窑 中火焰掠过液面，大量挥发物飞逸进入烟 囱造成环境污染，且液面形成不同于下层 的玻璃组成，不均一。而在电熔窑时挥发 物遇冷料层即冷凝，料粉尘飞扬受到抑制， 有利于玻璃组成稳定，澄清的玻液在作业 部、供料道等温度较低区域挥发。因温度 低，上部空间密闭，挥发量极少。可精确 控制玻璃组成。
窑炉及设计(玻璃)
1、 电熔窑
3.1 概述 3.2 电熔窑的优点 3.3 玻璃电熔原理 3.4 窑炉形状的选择 3.5 电极选型 3.6 供电与控制方式 3.7 电熔窑的设计
窑炉及设计(玻璃)
3.1 概述 目前玻璃熔化炉仍以火焰窑（油、天然气、 煤）为主，但一部分小型窑和特种玻璃炉已 使用电熔技术。 （1）国外发展情况： 1905年法国试验石墨电极熔化窗玻璃，1907 年首次取得专利。 1920年挪威实现石墨电极熔化瓶罐玻璃。
窑炉及设计(玻璃)
钼：熔点高，导电性好，机械强度大， 热膨胀系数低，加工容易，不污染玻璃 液，较理想电极。
做电极空气中受热易被氧化，600℃时产 生氧化钼。窑内高温使用被玻液覆盖免 受空气氧化。高温下会结晶而变脆，被 玻璃液逐渐侵蚀，隔时把电极向窑内推 进。
窑炉及设计(玻璃)
②石墨电极
优 点 : 密 度 较 小 （ 1.6×10-3kg/cm3 ） ， 破 碎会浮在玻液面上易除去。足够大机械 强度，高温下耐用，寿命4~12个月。
窑炉及设计(玻璃)
（4）电熔窑构造简单，管理方便 不需 有关燃烧设备及蓄热、换热等装置。电 极可在窑底加热、熔制能力较高，厂房 小，小容量窑就可熔需要高温熔融的玻 璃。易控制，更精确调节作业制度，大 修时间短，停窑到重出玻璃只需10天。
（5）避免环境污染 作业环境好，没有 喷嘴和燃烧噪音，没有碹顶和上部结构 散热，环境温度不高及没有废气和配合 料粉尘，是污染环境最小的熔制方法。
电极的布置五个形 式：水平棒状，垂 直棒状、板状、塞 状电极。
水平电极易安装， 监视运行方便，漏 料风险较垂直电极 小。
窑炉及设计(玻璃)
①水平棒状电极：最普遍布置方式，用 在瓶罐玻璃电熔窑。
熔窑水平温度升高的场合。电极或电极 对相对布置，电流密度呈层状分布。电 极所释放的热量在窑内分布均匀。
电极端部自由间距应大于电极长度的两 倍。
缺点：只用于具有还原能力的玻璃，易 使玻璃着色（棕色），接触电阻大，允 许电流密度0.1~0.3A/ cm2，电极直径较大 (150~200mm)。
窑炉及设计(玻璃)
石墨电极通常水平安装在液面下25mm 处左右，玻璃中金属氧化物着色剂会被 还原成金属，沉淀在电极上，或产生碳 化物，改变玻璃色泽。因此，不能用于 熔制硼玻璃、彩色玻璃和铅玻璃。
窑炉及设计(玻璃)
（2）适合熔制高质量玻璃：火焰池窑须 具备稳定高温和改善均化对流。在电熔 窑中靠窑结构、电极位置，调节电流， 就易取得。熔制玻璃有很高的均一性。 即使配料称量发生大误差，仍可继续作 业。熔制钠钙玻璃可提高合格率(2-4)%， 结石可降至0.3%。熔制乳白硼硅玻璃和 铅玻璃可提高合格率约20%。
还原 良好
高 良好 良好
有 中等
中性 不良 ＞1400℃高
低 不良
无 高
还原 良好 可燃尽 良好 良好
有 低
窑炉及设计(玻璃)
①钼电极:对多种玻璃熔制适用。 由钼粉（钼99.9999%）液压成型，高 温气氛炉烧结，再加热锻打，制成 ￠31、￠50、￠75mm，长1-2m的棒状 电极。有螺纹电极便于推入窑内。
窑炉及设计(玻璃)
③二氧化锡电极：具有抗氧化作用的陶瓷 材料，除用于熔制铅玻璃，还可熔制含 As2O3、CoO、Fe2O3的玻璃。
块状（砖块）或粗棒状（12mm），密度 6.8 kg/cm3，耐急热急冷性好，但抗拉强 度低。
氧化锡电导体具有负的特性，在400℃时 电 阻 率 为 0.8~1.2Ω·cm,1000℃ 为 0.0025~0.0045Ω·cm ， 因 此 ， 须 在 高 温 下 向电极供电。
窑炉及设计(玻璃)
电熔玻璃池窑
窑炉及设计(玻璃)
1925年瑞典曾试用纯铁作电极熔制琥珀色和 绿色瓶罐玻璃。
1932年费格森试制水冷钼电极。
1942年康宁公司开始推广钼电极。最大全电 熔玻璃日产240吨，采用自动仪表，微机控 制和工业电视。
基础材料和器件工业.如电熔锆刚玉砖和钼 电极已达较高水平。
窑炉及设计(玻璃)
（2）国内发展情况 20世纪80年代开始,从国外引进全电熔炉。
北京603厂 大连玻璃器皿厂 上海器皿一厂 重庆北碚玻璃器皿厂 西宁光明化工厂
昆明平板玻璃厂 沈阳、扬州、佛山、 承德、蚌埠
日本
光学镜片炉
1983年 英国KTG 6吨铅玻璃炉
பைடு நூலகம்
1986年 德国SORG 6吨铅玻璃炉
1986年 英国KTG 铅玻璃炉
恒流控制、恒功 率控制、恒电阻 控制、恒温控制。
窑炉及设计(玻璃)
3.7 电熔窑的设计 (1)主要尺寸选择：包括熔化池面积、长度、 宽度与深度。 a、熔化池面积： 配合料熔化仍在窑池表面。 F熔用下式：
F熔=G/K G为熔窑生产能力t/d; K为熔化率kg/(m2·d)
窑炉及设计(玻璃)
无色瓶罐玻璃，小型窑K为1500，大型 窑 2500 。 琥 珀 色 或 绿 色 玻 璃 ， 小 型 窑 （ 日 产 20t ） K 为 1000 ， 大 型 窑 ( 日 产 60~100t) K为1600。 b、熔化池的长度L与宽度B
窑炉及设计(玻璃)
电熔节约不少含挥发物原料。熔乳浊玻 璃 ， 火 焰 窑 氟 化 物 损 失 (35-40)% ， 电 熔 窑(2-4.5)%。硼玻璃，火焰窑(6-10)%， 电熔窑1%。铅玻璃可节约 (10-20)%。
电熔窑熔深颜色玻璃时，不存在火焰窑 时的透热问题。玻液上下温差极小，有 利熔化和澄清。熔高铁棕色玻璃，液层 1200mm处与液面温差14℃，可保持颜色 稳定。
（2）功率计算
电极布置和功率分布：要每层电极的电流 密度均匀，又要防止局部过热。同时保持 两层电极间的电流有效分开。保证玻璃垂 直塞柱状流动。
熔制钠钙玻璃安置两层电极。熔制硼玻璃 安装三层电极（底层为启动电极，烤窑时 用，正常时不用）。
窑炉及设计(玻璃)
电熔窑利用玻璃高温导电，电流通过玻 璃液自身加热，根据焦耳-楞次定律可写 成：
窑炉及设计(玻璃)
3.5 电极选型 （1）电极材料： 能承受1700℃高温； 足够机械强度； 800℃不被空气氧化； 具有与金属相当的电导率； 耐急热急冷性好； 不污染玻璃液； 价格便宜。
窑炉及设计(玻璃)
石墨、钼、氧化锡三种电极比较
钼
氧化锡
石墨
对玻璃的氧化和还原性 在还原状态下的稳定性 在高温空气中的消耗率 对玻璃的着色情况 耐冲击性能 水冷的必要性 操作所需费用
浙江省椒江市 3吨电熔炉
1986年投产
窑炉及设计(玻璃)
3.2 电熔窑的优点
（1）热效率高：电熔窑电能在玻璃液内 部变成热能，且玻璃液被配合料覆盖， 周围散热可降到最低限度，且没有废气 热损失。故热效率高，大型电熔窑(7580)%，小型达60%。(火焰池窑效率为 (25-30)%，小型窑10%。)
玻璃具有电解特性，直流电使电极表面产 生沉积物和形成气泡。电熔用交流电，由 隔离变压器供电。
窑炉及设计(玻璃)
3.4 窑炉形状的选择
按形状：正方形，长方形、六角形、 十二边形、三角形、圆形。
中型以上电熔炉采用三相电炉变压器， 其电流线和功率分布形成若干个三角 形，三角形摆在正方形或长方形的炉 型里很难做到对称和均衡，出现六角 形电熔炉。
1988年 日本山村硝 50吨钠钙炉 子
1988年 英国KTG 120吨平板炉
窑炉及设计(玻璃)
国内自行研制电熔技术始于七十年代末
贵州灯泡厂 ３吨钠钙玻璃炉 1984年8月投产
重庆北碚玻璃 １吨硼硅玻璃电 1984年10月投产
仪器总厂
熔炉
上海玻璃器皿 0.5吨微晶玻璃电 1984年11月投产
二厂
熔炉
L/B=1~1.5
窑炉及设计(玻璃)
c、熔化池深度H
H 取决于连续进行熔化，澄清，冷却三 层次的厚度。
H=0.1+h1+ h2+ h3 式中，0.1为控制配合料层高度，m；h1 为配合料与熔体接触面到上排电极上边 缘的距离，m；h2为高温区高度，m；h3 为下排电极下边缘至窑底的距离，m。
窑炉及设计(玻璃)
窑炉及设计(玻璃)
（2）电极布置：
电流密度分布、热量输出和玻璃液流都 对玻璃液的质量、电极的侵蚀和使用寿 命有影响。
应考虑耐材质量与安装维修条件。
实验证明：不论电流方向，80% 的能 量都释放在相当10倍电极直径长的半径 范围内，应保证电极对玻液流影响最小， 能量在玻液中均匀分配。
窑炉及设计(玻璃)
两相系统：多用于横截面为正方形或宽 度是长度整数倍的长方形。斯库特变压 器，三相电源产生。优点：两相负载相 同。要求电极布置须呈正方形。
三相系统：分对称和不对称。不对称型 不论纵、横向功率释放都不均匀。
窑炉及设计(玻璃)
(2)自动控制方案： 保证熔窑各部分玻液温度在范围内。
全电熔窑玻液温 控方式：
垂直安装电极,棒顶至棒根电流量总是相 等。玻液中产生均匀电流密度分布。电 极侵蚀很少且较匀。
在0.8A/ cm2的电流密度下，电极不必向 上推进。电极附近很强对流加强玻璃熔 化和混合，池壁砖侵蚀较轻，电助熔窑 得到广泛应用，热量集中在窑深上。
缺点:当防氧化措施不当时易损坏且更换 困难。池底侵蚀严重时有漏料危险。
窑炉及设计(玻璃)
②垂直棒状电极：常用布置。
一组垂直电极在窑池内得到高的热负荷。 适用于电助熔窑内形成一个热障。
电极周围及池底范围内形成强大对流。
筑炉时将棒状电极安装在池底上，直径 7.5~10cm。电极伸出池底较短时，池底 对流强烈，耐材受到强烈冲刷。较长时， 电极易弯曲折断。
窑炉及设计(玻璃)
窑炉及设计(玻璃)
3.6 供电与控制方式： (1)供电方式： 电极可用多种方法进行连接。 依据：窑炉几何形状，工艺要求的电流 密度，电网负荷平衡，避免高操作电压。 连接方式：单相系统、两相系统、三相 系统。
窑炉及设计(玻璃)
单相系统：窑池大面积温度分布一致。 多用于正方形或长方形、低容量窑（日 产＜30t）功率1500kW，不会出现相负 荷平衡问题。
窑炉及设计(玻璃)
窑炉及设计(玻璃)
3.3 玻璃电熔原理
将电流通过电极引入玻璃液直接通电加热， 两电极间玻液在交流电作用下产生焦耳热， 达到熔化和调温目的.
玻液导电性，主要是电荷通过离子迁移， 网络结构碱金属离子结合最弱，是电流载 体。石英玻璃和硼玻璃含少量碱离子导电 性较差。
窑炉及设计(玻璃)
窑炉及设计(玻璃)
③板状电极：
紧贴布置侧墙上，使电流密度和热量分 布都较匀，电极侵蚀较小，适合硼玻璃 熔制及不希望有强烈对流的部位。如流 液洞、供料道上，能在小区域内均匀加 热，不使耐材过分侵蚀，
缺点：运行间不能更换。
窑炉及设计(玻璃)
④塞状电极：短棒状，插入玻液约 10~20cm，安装有水平或垂直。 多用在小型电熔窑上。 板状电极损坏时可由它代替。 能产生强烈对流，热量集中在与电极 相接触耐材，易造成耐材损坏。
钠钙玻璃除离子数量外，离子强度和半径 也影响导电性。与Na+相比，K+结合虽弱， 但K+半径较大，迁移阻力大。Li+半径比 Na+小，但Li+结合强，Li+迁移比Na+困难。 Na+最有利于增加导电性。混合碱玻璃导 电性最差。
窑炉及设计(玻璃)
导电性难易以电阻率ρ（Ω•cm）或电导率σ （1/Ω•cm）来表示。 玻璃室温为电绝缘体σ=10-13~10-15/Ω•cm。 T↑ ρ ↓σ ↑↑ 熔融态σ= 0.1~1/Ω•cm 含其它改良剂离子时，降低离子迁移和ρ 如Ca2+、Ba2+、Pb2+↑玻璃ρ ↑↑。
窑炉及设计(玻璃)
钼电极在高温时会向下弯曲，有折断危险， 电极L/φ＜20。
电极上侧形成液流，盆状侵蚀，严重时会 造成砖穿孔。下侧对流较弱。
电 极 于 池 深 1/3-1/2 侧 墙 处 插 入 50-90cm ， 顶端电流密度非常高，形状呈椭圆形。连 续使用顶端变尖缩短，需定期推进窑内。
缺点：大型熔窑或熔化高电阻玻璃操作电 压高（大于300V）。
窑炉及设计(玻璃)
（3）适宜熔制含高挥发物组分（F、Pb、 B、P等）玻璃和极深色颜色玻璃：火焰窑 中火焰掠过液面，大量挥发物飞逸进入烟 囱造成环境污染，且液面形成不同于下层 的玻璃组成，不均一。而在电熔窑时挥发 物遇冷料层即冷凝，料粉尘飞扬受到抑制， 有利于玻璃组成稳定，澄清的玻液在作业 部、供料道等温度较低区域挥发。因温度 低，上部空间密闭，挥发量极少。可精确 控制玻璃组成。
窑炉及设计(玻璃)
1、 电熔窑
3.1 概述 3.2 电熔窑的优点 3.3 玻璃电熔原理 3.4 窑炉形状的选择 3.5 电极选型 3.6 供电与控制方式 3.7 电熔窑的设计
窑炉及设计(玻璃)
3.1 概述 目前玻璃熔化炉仍以火焰窑（油、天然气、 煤）为主，但一部分小型窑和特种玻璃炉已 使用电熔技术。 （1）国外发展情况： 1905年法国试验石墨电极熔化窗玻璃，1907 年首次取得专利。 1920年挪威实现石墨电极熔化瓶罐玻璃。
窑炉及设计(玻璃)
钼：熔点高，导电性好，机械强度大， 热膨胀系数低，加工容易，不污染玻璃 液，较理想电极。
做电极空气中受热易被氧化，600℃时产 生氧化钼。窑内高温使用被玻液覆盖免 受空气氧化。高温下会结晶而变脆，被 玻璃液逐渐侵蚀，隔时把电极向窑内推 进。
窑炉及设计(玻璃)
②石墨电极
优 点 : 密 度 较 小 （ 1.6×10-3kg/cm3 ） ， 破 碎会浮在玻液面上易除去。足够大机械 强度，高温下耐用，寿命4~12个月。
窑炉及设计(玻璃)
（4）电熔窑构造简单，管理方便 不需 有关燃烧设备及蓄热、换热等装置。电 极可在窑底加热、熔制能力较高，厂房 小，小容量窑就可熔需要高温熔融的玻 璃。易控制，更精确调节作业制度，大 修时间短，停窑到重出玻璃只需10天。
（5）避免环境污染 作业环境好，没有 喷嘴和燃烧噪音，没有碹顶和上部结构 散热，环境温度不高及没有废气和配合 料粉尘，是污染环境最小的熔制方法。
电极的布置五个形 式：水平棒状，垂 直棒状、板状、塞 状电极。
水平电极易安装， 监视运行方便，漏 料风险较垂直电极 小。
窑炉及设计(玻璃)
①水平棒状电极：最普遍布置方式，用 在瓶罐玻璃电熔窑。
熔窑水平温度升高的场合。电极或电极 对相对布置，电流密度呈层状分布。电 极所释放的热量在窑内分布均匀。
电极端部自由间距应大于电极长度的两 倍。
缺点：只用于具有还原能力的玻璃，易 使玻璃着色（棕色），接触电阻大，允 许电流密度0.1~0.3A/ cm2，电极直径较大 (150~200mm)。
窑炉及设计(玻璃)
石墨电极通常水平安装在液面下25mm 处左右，玻璃中金属氧化物着色剂会被 还原成金属，沉淀在电极上，或产生碳 化物，改变玻璃色泽。因此，不能用于 熔制硼玻璃、彩色玻璃和铅玻璃。
窑炉及设计(玻璃)
（2）适合熔制高质量玻璃：火焰池窑须 具备稳定高温和改善均化对流。在电熔 窑中靠窑结构、电极位置，调节电流， 就易取得。熔制玻璃有很高的均一性。 即使配料称量发生大误差，仍可继续作 业。熔制钠钙玻璃可提高合格率(2-4)%， 结石可降至0.3%。熔制乳白硼硅玻璃和 铅玻璃可提高合格率约20%。
还原 良好
高 良好 良好
有 中等
中性 不良 ＞1400℃高
低 不良
无 高
还原 良好 可燃尽 良好 良好
有 低
窑炉及设计(玻璃)
①钼电极:对多种玻璃熔制适用。 由钼粉（钼99.9999%）液压成型，高 温气氛炉烧结，再加热锻打，制成 ￠31、￠50、￠75mm，长1-2m的棒状 电极。有螺纹电极便于推入窑内。
窑炉及设计(玻璃)
③二氧化锡电极：具有抗氧化作用的陶瓷 材料，除用于熔制铅玻璃，还可熔制含 As2O3、CoO、Fe2O3的玻璃。
块状（砖块）或粗棒状（12mm），密度 6.8 kg/cm3，耐急热急冷性好，但抗拉强 度低。
氧化锡电导体具有负的特性，在400℃时 电 阻 率 为 0.8~1.2Ω·cm,1000℃ 为 0.0025~0.0045Ω·cm ， 因 此 ， 须 在 高 温 下 向电极供电。
窑炉及设计(玻璃)
电熔玻璃池窑
窑炉及设计(玻璃)
1925年瑞典曾试用纯铁作电极熔制琥珀色和 绿色瓶罐玻璃。
1932年费格森试制水冷钼电极。
1942年康宁公司开始推广钼电极。最大全电 熔玻璃日产240吨，采用自动仪表，微机控 制和工业电视。
基础材料和器件工业.如电熔锆刚玉砖和钼 电极已达较高水平。
窑炉及设计(玻璃)
（2）国内发展情况 20世纪80年代开始,从国外引进全电熔炉。
北京603厂 大连玻璃器皿厂 上海器皿一厂 重庆北碚玻璃器皿厂 西宁光明化工厂
昆明平板玻璃厂 沈阳、扬州、佛山、 承德、蚌埠
日本
光学镜片炉
1983年 英国KTG 6吨铅玻璃炉
பைடு நூலகம்
1986年 德国SORG 6吨铅玻璃炉
1986年 英国KTG 铅玻璃炉
恒流控制、恒功 率控制、恒电阻 控制、恒温控制。
窑炉及设计(玻璃)
3.7 电熔窑的设计 (1)主要尺寸选择：包括熔化池面积、长度、 宽度与深度。 a、熔化池面积： 配合料熔化仍在窑池表面。 F熔用下式：
F熔=G/K G为熔窑生产能力t/d; K为熔化率kg/(m2·d)
窑炉及设计(玻璃)
无色瓶罐玻璃，小型窑K为1500，大型 窑 2500 。 琥 珀 色 或 绿 色 玻 璃 ， 小 型 窑 （ 日 产 20t ） K 为 1000 ， 大 型 窑 ( 日 产 60~100t) K为1600。 b、熔化池的长度L与宽度B
窑炉及设计(玻璃)
电熔节约不少含挥发物原料。熔乳浊玻 璃 ， 火 焰 窑 氟 化 物 损 失 (35-40)% ， 电 熔 窑(2-4.5)%。硼玻璃，火焰窑(6-10)%， 电熔窑1%。铅玻璃可节约 (10-20)%。
电熔窑熔深颜色玻璃时，不存在火焰窑 时的透热问题。玻液上下温差极小，有 利熔化和澄清。熔高铁棕色玻璃，液层 1200mm处与液面温差14℃，可保持颜色 稳定。
（2）功率计算
电极布置和功率分布：要每层电极的电流 密度均匀，又要防止局部过热。同时保持 两层电极间的电流有效分开。保证玻璃垂 直塞柱状流动。
熔制钠钙玻璃安置两层电极。熔制硼玻璃 安装三层电极（底层为启动电极，烤窑时 用，正常时不用）。
窑炉及设计(玻璃)
电熔窑利用玻璃高温导电，电流通过玻 璃液自身加热，根据焦耳-楞次定律可写 成：
窑炉及设计(玻璃)
3.5 电极选型 （1）电极材料： 能承受1700℃高温； 足够机械强度； 800℃不被空气氧化； 具有与金属相当的电导率； 耐急热急冷性好； 不污染玻璃液； 价格便宜。
窑炉及设计(玻璃)
石墨、钼、氧化锡三种电极比较
钼
氧化锡
石墨
对玻璃的氧化和还原性 在还原状态下的稳定性 在高温空气中的消耗率 对玻璃的着色情况 耐冲击性能 水冷的必要性 操作所需费用
浙江省椒江市 3吨电熔炉
1986年投产
窑炉及设计(玻璃)
3.2 电熔窑的优点
（1）热效率高：电熔窑电能在玻璃液内 部变成热能，且玻璃液被配合料覆盖， 周围散热可降到最低限度，且没有废气 热损失。故热效率高，大型电熔窑(7580)%，小型达60%。(火焰池窑效率为 (25-30)%，小型窑10%。)
玻璃具有电解特性，直流电使电极表面产 生沉积物和形成气泡。电熔用交流电，由 隔离变压器供电。
窑炉及设计(玻璃)
3.4 窑炉形状的选择
按形状：正方形，长方形、六角形、 十二边形、三角形、圆形。
中型以上电熔炉采用三相电炉变压器， 其电流线和功率分布形成若干个三角 形，三角形摆在正方形或长方形的炉 型里很难做到对称和均衡，出现六角 形电熔炉。
1988年 日本山村硝 50吨钠钙炉 子
1988年 英国KTG 120吨平板炉
窑炉及设计(玻璃)
国内自行研制电熔技术始于七十年代末
贵州灯泡厂 ３吨钠钙玻璃炉 1984年8月投产
重庆北碚玻璃 １吨硼硅玻璃电 1984年10月投产
仪器总厂
熔炉
上海玻璃器皿 0.5吨微晶玻璃电 1984年11月投产
二厂
熔炉
L/B=1~1.5
窑炉及设计(玻璃)
c、熔化池深度H
H 取决于连续进行熔化，澄清，冷却三 层次的厚度。
H=0.1+h1+ h2+ h3 式中，0.1为控制配合料层高度，m；h1 为配合料与熔体接触面到上排电极上边 缘的距离，m；h2为高温区高度，m；h3 为下排电极下边缘至窑底的距离，m。
窑炉及设计(玻璃)
窑炉及设计(玻璃)
（2）电极布置：
电流密度分布、热量输出和玻璃液流都 对玻璃液的质量、电极的侵蚀和使用寿 命有影响。
应考虑耐材质量与安装维修条件。
实验证明：不论电流方向，80% 的能 量都释放在相当10倍电极直径长的半径 范围内，应保证电极对玻液流影响最小， 能量在玻液中均匀分配。
窑炉及设计(玻璃)
两相系统：多用于横截面为正方形或宽 度是长度整数倍的长方形。斯库特变压 器，三相电源产生。优点：两相负载相 同。要求电极布置须呈正方形。
三相系统：分对称和不对称。不对称型 不论纵、横向功率释放都不均匀。
窑炉及设计(玻璃)
(2)自动控制方案： 保证熔窑各部分玻液温度在范围内。
全电熔窑玻液温 控方式：
垂直安装电极,棒顶至棒根电流量总是相 等。玻液中产生均匀电流密度分布。电 极侵蚀很少且较匀。
在0.8A/ cm2的电流密度下，电极不必向 上推进。电极附近很强对流加强玻璃熔 化和混合，池壁砖侵蚀较轻，电助熔窑 得到广泛应用，热量集中在窑深上。
缺点:当防氧化措施不当时易损坏且更换 困难。池底侵蚀严重时有漏料危险。
窑炉及设计(玻璃)
②垂直棒状电极：常用布置。
一组垂直电极在窑池内得到高的热负荷。 适用于电助熔窑内形成一个热障。
电极周围及池底范围内形成强大对流。
筑炉时将棒状电极安装在池底上，直径 7.5~10cm。电极伸出池底较短时，池底 对流强烈，耐材受到强烈冲刷。较长时， 电极易弯曲折断。
窑炉及设计(玻璃)
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3.6 供电与控制方式： (1)供电方式： 电极可用多种方法进行连接。 依据：窑炉几何形状，工艺要求的电流 密度，电网负荷平衡，避免高操作电压。 连接方式：单相系统、两相系统、三相 系统。
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单相系统：窑池大面积温度分布一致。 多用于正方形或长方形、低容量窑（日 产＜30t）功率1500kW，不会出现相负 荷平衡问题。
窑炉及设计(玻璃)
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3.3 玻璃电熔原理
将电流通过电极引入玻璃液直接通电加热， 两电极间玻液在交流电作用下产生焦耳热， 达到熔化和调温目的.
玻液导电性，主要是电荷通过离子迁移， 网络结构碱金属离子结合最弱，是电流载 体。石英玻璃和硼玻璃含少量碱离子导电 性较差。
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