高硼硅玻璃33
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电熔窑的熔化率不会因设计方案的不同而有显著变化，因为控制熔化率的主要因素 是玻璃成分和碎玻璃用量。
现今电熔窑的一个倾向是熔化池较深，目前运转的大量电熔窑其深度都超过了 2.5m。这一点再次确定了电熔窑应该选取优质耐火材料，其砖缝应尽可能地小，以免炉 底砖块间玻璃液的挤出。
1．全电熔窑炉主要尺寸的确定
它是一种低膨胀率、耐高温、高强度、高硬度、高透光率和高化学稳定性的特殊玻 璃材料。因其优异的性能，被广泛应用于太阳能、化工、医药包装、压制器皿、电光源、 工艺饰品等行业，可制成灯具、餐具、标盘、望远镜片、洗衣机观察孔、微波炉盘、太 阳能热水器等多种产品。
它的良好性能已得到世界各界的广泛认可，特别是在太阳能领域应用更为广泛，多 个国家已进行了较为广泛的推广，该种玻璃在我国出现是基础材料工业的又一次新革命。
玻璃种类 硼硅酸盐玻璃
表 1 面积熔化率 பைடு நூலகம்熔窑的大小
小型窑 大型窑
面积熔化率/(t/m2·d) 1.5 1.8
4
太阳能光热总论
2．全电熔窑各部位耐火材料的合理选用和窑的保温
2.1 耐火材料的选用
合理选用全电熔窑各部位耐火材料，以满足熔制工艺上的要求，直接关系到电熔窑 的产量、玻璃的质量、电熔窑的寿命、投资的成本。因此必须充分重视。
2
太阳能光热总论
因为全电熔炉采用的是电极加热，玻璃液从内部加热，顶部温度接近室温，气体挥 发率低于 3%，在保证玻璃液熔制质量的基础上，使原材料能得到充分的利用。
3．维罗平拉技术的推广和应用
毛坯管生产初期，行业均采用的是垂拉的方式。垂拉成型，火焰炉出料量小，成型 制造非常适合垂拉成型，垂拉型由供料机和垂拉机组成。垂拉机上部摆放一小车，小车 上分层按纵横两向在玻璃管两边各摆放石墨砖，用来调节玻璃的椭圆度，垂拉机主要通 过拉引量控制外径、壁厚、弯度等，电助窑炉的出现使垂拉成型出料量开始增大，垂拉 成型的缺点开始显现，所需成型人员多尤其突出。
图 1 山东龙光天旭太阳能有限公司 21m2 全电熔窑炉及生产现场
第 1 章 高硼硅玻璃 3.3—全玻璃真空管用毛坯管
3
图 1 (续)
三、全电熔炉的介绍
玻璃电熔窑的技术经济分析应从玻璃制品的质量、窑炉的能耗、节约的挥发性原料、 基建投资、电力和燃料的价格、配合料成本、操作成本、粉尘或废气净化设备、冷修成 本等方面出发，对产品和电熔工艺过程做比较。
玻璃原材料由外向内逐渐熔化，顶部温度较高，容易造成氧化硼等气体挥发，挥发 率高达 25%～30%，除对环境造成一定的污染外，还造成了原材料的巨大浪费。
2．全电熔炉技术的应用和普及
全电熔炉技术是 20 世纪国际上发展起来的一种新技术，取代传统火焰炉，采用全 部电加热方式熔制玻璃产品。虽然玻璃在低温下几乎是绝缘体，但在高温熔融状态下的 玻璃却是一种良导体，在熔融的玻璃里插入电极，利用玻璃液自身的电阻发热，使电能 转化为热能，转换效率高达 90%。
表面上看玻璃电熔不过是欧姆定律、焦耳定理和其他一些基本电工原理的简单应用， 但实际上复杂得多。电熔窑设计考虑包括：冷顶还是热顶，单个熔化池还是多个熔化池，单 相、两相还是三相供电，六角形截面还是矩形截面，垂直电极还是水平电极，加料方式等。
从热顶的矩形窑到冷顶的圆形窑，有着大量的设计方案可供选择，是采用单层电极 还是多层电极。当使用水平电极时，应不断推进电极，电极在使用中的不断耗蚀、损坏， 其浸入量是不断减少的。使用垂直电极则电极弯曲损坏的可能性减少了，也减少了由于 浸入量变得太短引起池墙损坏的事故。但只要留意钼的选择，维护好电极及其水冷套， 电极的弯曲及损坏是可以避免的。
随着窑炉熔化量的逐渐提高，迫使各公司找到新的方式来替代垂拉成型，这时维罗 生产线被引进中国。经过几年消化吸收，维罗生产技术成熟起来，并得到大量推广。维 罗生产线比垂拉生产工艺复杂，设备多，但生产用人少，设备维护方便，产品质量稳定， 有外径自动分拣系统。维罗线主要设备有搅拌机、供料机、真空跑道、冷却跑道、负压 风机、牵引机、三脚架降温冷却梳理机等组成，真空跑道、负压机、牵引机使用调整玻 璃管的椭圆外径。
山东龙光天旭太阳能有限公司自行研发并投产，且正在运行的 21m2 高硼硅全电熔 炉，采用一炉两线维罗平拉生产技术，以品质高、节能、环保的优势受到业内好评，目 前单台窑炉日产量在 35t 以上，成品毛坯管单耗控制在 1210kW·h/t 以下，处于行业领先 水平。其生产的毛坯主要供应国内知名企业，部分产品直接运销国外（图 1）。
二、全玻璃真空管用毛坯管的生产发展历程
全玻璃真空管用毛坯管是利用高硼硅窑炉生产出来的，它的生产发展经历了四个关 键阶段。
1．火焰炉的应用
火焰炉是以天然气燃烧的火焰为热源的。火焰炉炉膛内的火焰通常与物料直接接 触，火焰直接给物料加热。炉子内壁既辐射热量，也部分地反射投射来的热量，在热交 换过程中起重要作用。
在确定电熔窑主要尺寸之前，首先要知道所熔制的玻璃成分和窑的日熔化量，电熔 窑的熔化率取决于玻璃的种类、电熔窑的大小。玻璃电熔窑的热量是通过所熔化的玻璃 的整个体积引入的，应以每天、每立方米的体积熔化量来确定电熔窑的结构。但是，人 们常常习惯于采用面积熔化率来表示。可利用表 1 确定全电熔炉的熔化面积。
第 1 章 高硼硅玻璃 3.3
—全玻璃真空管用毛坯管
邢作新（山东龙光天旭太阳能有限公司）
一、引言
全玻璃真空管用毛坯管又称高硼硅玻璃 3.3，是以氧化钠（Na2O）、氧化硼（B2O3）、 二氧化硅（SiO2）为基本成分的一种玻璃，因热膨胀系数为（3.3±0.1）×10–6/K，故也
称为“硼硅玻璃 3.3”。它是制造太阳能热水器的重要原材料，占真空管生产成本的一半 以上。
4．大型全电熔窑炉的推广和应用
全电熔技术与维罗技术在共同发展中，逐步成熟，使全电熔炉制造的毛坯管单位能 耗达到新的低点。经过近几年发展，太阳能毛坯管行业经过一次次大的洗牌，把全电熔 技术应用与维罗生产技术完美结合使用。提高产品质量、提高窑炉熔化率、提高单线产 能、降低产品单耗、减低人工费用等方面，山东龙光天旭太阳能有限公司走在了全国前 前列，在行业创新领域中处于领先位置。
现今电熔窑的一个倾向是熔化池较深，目前运转的大量电熔窑其深度都超过了 2.5m。这一点再次确定了电熔窑应该选取优质耐火材料，其砖缝应尽可能地小，以免炉 底砖块间玻璃液的挤出。
1．全电熔窑炉主要尺寸的确定
它是一种低膨胀率、耐高温、高强度、高硬度、高透光率和高化学稳定性的特殊玻 璃材料。因其优异的性能，被广泛应用于太阳能、化工、医药包装、压制器皿、电光源、 工艺饰品等行业，可制成灯具、餐具、标盘、望远镜片、洗衣机观察孔、微波炉盘、太 阳能热水器等多种产品。
它的良好性能已得到世界各界的广泛认可，特别是在太阳能领域应用更为广泛，多 个国家已进行了较为广泛的推广，该种玻璃在我国出现是基础材料工业的又一次新革命。
玻璃种类 硼硅酸盐玻璃
表 1 面积熔化率 பைடு நூலகம்熔窑的大小
小型窑 大型窑
面积熔化率/(t/m2·d) 1.5 1.8
4
太阳能光热总论
2．全电熔窑各部位耐火材料的合理选用和窑的保温
2.1 耐火材料的选用
合理选用全电熔窑各部位耐火材料，以满足熔制工艺上的要求，直接关系到电熔窑 的产量、玻璃的质量、电熔窑的寿命、投资的成本。因此必须充分重视。
2
太阳能光热总论
因为全电熔炉采用的是电极加热，玻璃液从内部加热，顶部温度接近室温，气体挥 发率低于 3%，在保证玻璃液熔制质量的基础上，使原材料能得到充分的利用。
3．维罗平拉技术的推广和应用
毛坯管生产初期，行业均采用的是垂拉的方式。垂拉成型，火焰炉出料量小，成型 制造非常适合垂拉成型，垂拉型由供料机和垂拉机组成。垂拉机上部摆放一小车，小车 上分层按纵横两向在玻璃管两边各摆放石墨砖，用来调节玻璃的椭圆度，垂拉机主要通 过拉引量控制外径、壁厚、弯度等，电助窑炉的出现使垂拉成型出料量开始增大，垂拉 成型的缺点开始显现，所需成型人员多尤其突出。
图 1 山东龙光天旭太阳能有限公司 21m2 全电熔窑炉及生产现场
第 1 章 高硼硅玻璃 3.3—全玻璃真空管用毛坯管
3
图 1 (续)
三、全电熔炉的介绍
玻璃电熔窑的技术经济分析应从玻璃制品的质量、窑炉的能耗、节约的挥发性原料、 基建投资、电力和燃料的价格、配合料成本、操作成本、粉尘或废气净化设备、冷修成 本等方面出发，对产品和电熔工艺过程做比较。
玻璃原材料由外向内逐渐熔化，顶部温度较高，容易造成氧化硼等气体挥发，挥发 率高达 25%～30%，除对环境造成一定的污染外，还造成了原材料的巨大浪费。
2．全电熔炉技术的应用和普及
全电熔炉技术是 20 世纪国际上发展起来的一种新技术，取代传统火焰炉，采用全 部电加热方式熔制玻璃产品。虽然玻璃在低温下几乎是绝缘体，但在高温熔融状态下的 玻璃却是一种良导体，在熔融的玻璃里插入电极，利用玻璃液自身的电阻发热，使电能 转化为热能，转换效率高达 90%。
表面上看玻璃电熔不过是欧姆定律、焦耳定理和其他一些基本电工原理的简单应用， 但实际上复杂得多。电熔窑设计考虑包括：冷顶还是热顶，单个熔化池还是多个熔化池，单 相、两相还是三相供电，六角形截面还是矩形截面，垂直电极还是水平电极，加料方式等。
从热顶的矩形窑到冷顶的圆形窑，有着大量的设计方案可供选择，是采用单层电极 还是多层电极。当使用水平电极时，应不断推进电极，电极在使用中的不断耗蚀、损坏， 其浸入量是不断减少的。使用垂直电极则电极弯曲损坏的可能性减少了，也减少了由于 浸入量变得太短引起池墙损坏的事故。但只要留意钼的选择，维护好电极及其水冷套， 电极的弯曲及损坏是可以避免的。
随着窑炉熔化量的逐渐提高，迫使各公司找到新的方式来替代垂拉成型，这时维罗 生产线被引进中国。经过几年消化吸收，维罗生产技术成熟起来，并得到大量推广。维 罗生产线比垂拉生产工艺复杂，设备多，但生产用人少，设备维护方便，产品质量稳定， 有外径自动分拣系统。维罗线主要设备有搅拌机、供料机、真空跑道、冷却跑道、负压 风机、牵引机、三脚架降温冷却梳理机等组成，真空跑道、负压机、牵引机使用调整玻 璃管的椭圆外径。
山东龙光天旭太阳能有限公司自行研发并投产，且正在运行的 21m2 高硼硅全电熔 炉，采用一炉两线维罗平拉生产技术，以品质高、节能、环保的优势受到业内好评，目 前单台窑炉日产量在 35t 以上，成品毛坯管单耗控制在 1210kW·h/t 以下，处于行业领先 水平。其生产的毛坯主要供应国内知名企业，部分产品直接运销国外（图 1）。
二、全玻璃真空管用毛坯管的生产发展历程
全玻璃真空管用毛坯管是利用高硼硅窑炉生产出来的，它的生产发展经历了四个关 键阶段。
1．火焰炉的应用
火焰炉是以天然气燃烧的火焰为热源的。火焰炉炉膛内的火焰通常与物料直接接 触，火焰直接给物料加热。炉子内壁既辐射热量，也部分地反射投射来的热量，在热交 换过程中起重要作用。
在确定电熔窑主要尺寸之前，首先要知道所熔制的玻璃成分和窑的日熔化量，电熔 窑的熔化率取决于玻璃的种类、电熔窑的大小。玻璃电熔窑的热量是通过所熔化的玻璃 的整个体积引入的，应以每天、每立方米的体积熔化量来确定电熔窑的结构。但是，人 们常常习惯于采用面积熔化率来表示。可利用表 1 确定全电熔炉的熔化面积。
第 1 章 高硼硅玻璃 3.3
—全玻璃真空管用毛坯管
邢作新（山东龙光天旭太阳能有限公司）
一、引言
全玻璃真空管用毛坯管又称高硼硅玻璃 3.3，是以氧化钠（Na2O）、氧化硼（B2O3）、 二氧化硅（SiO2）为基本成分的一种玻璃，因热膨胀系数为（3.3±0.1）×10–6/K，故也
称为“硼硅玻璃 3.3”。它是制造太阳能热水器的重要原材料，占真空管生产成本的一半 以上。
4．大型全电熔窑炉的推广和应用
全电熔技术与维罗技术在共同发展中，逐步成熟，使全电熔炉制造的毛坯管单位能 耗达到新的低点。经过近几年发展，太阳能毛坯管行业经过一次次大的洗牌，把全电熔 技术应用与维罗生产技术完美结合使用。提高产品质量、提高窑炉熔化率、提高单线产 能、降低产品单耗、减低人工费用等方面，山东龙光天旭太阳能有限公司走在了全国前 前列，在行业创新领域中处于领先位置。