全电玻璃窑炉

玻璃窑炉（全电熔）的设计制造和安装
目前国内全电熔玻璃池窑数百座，怎样维护好、使用好，能够生产出高质量的产品来，关系重大，本文就全电熔的使用与维护应注意的几个问题作一下介绍。

[关键词] 全电熔玻璃池窑电极水套硼硅3.3玻璃
1、概述：
目前，全国范围内全电熔玻璃池窑有数百座，其中生产太阳能毛坯管的硼硅3.3玻璃全电熔池窑有100余座，秦皇岛腾创应用玻璃技术有限公司主要从事这方面的设计施工，亲历了这类窑炉的设计、建造、投产、生产各个环节，由于是同一张图纸，但由不同的厂家来管理，就有不同的结果，而且相差很大，所以就这方面的感触介绍给大家，不妥之处，请批评指正。

2、几种类型全电熔玻璃池窑的结构特点
目前的全电熔池窑结构形式大致分三种：第一种是水平侧插电极，多边型结构。

第二种是垂直底插电极T型结构。

第三种是顶插电极式多边型可矩型结构。

2.1水平侧插电极全电熔池窑
这种类型的窑炉一般情况下是熔化面积小于10㎡,多数为不等边六角型,根据料的特点,选择电极放在长边还是短边。

窑的深度较大，一般在2.0米以上，电极在窑的深度方向分三层或四层。

一、二层为主熔化电极，输入的功率点总熔化功率的70～８0％，三、四层为启动电极层或辅助加热层，其功率输入约占总熔化功率的20～30％，有时会更小。

我公司设计熔窑的控制方式为可控硅→干式（或油浸）隔离变压器→窑炉电极，其控制特点是简单、成本较低，控制比较灵活。

在控制的可操作性方面，我们利用单片机实现恒流或恒功率，自动控制，由液晶显示，显示熔窑内每一根电极的电流、每相之间的电压、每根电极的电阻，以及总的平均电阻。

平均电阻为控制窑炉的主要参数。

这也是由于电阻的特点所决定的。

如果采用恒流控制，在电流不变的情况下，电阻变小，说明电压下降，玻璃液温度升高，如果电阻变大，说明玻璃液温度下降，要维护其动态平衡。

采用恒流控制的前提下，要改变恒流的设定值，用来调节电阻的变化。

对于这种类型的窑炉，其三、四层电极在正常运行之后，一般情况不作调整，二层电极也很少变动。

主要是要调整一层电极的电流表值。

如果出现大的波动（电出料量加大）电源电压不稳，或者是停电了，也要调整第二层的电流值。

由于这类型的窑炉，水平电极设置的很多，一般情况在18～36根之间，所以调节的手段很多，除了上面所述的调节每一层的恒流值，还可以分别调节每一根电极、每一层电极、每一侧电极插入窑内的深度。

从而调整每一侧的功率输入，达到熔化玻璃液的目的。

我们认为这种类型的窑炉相对于底顶插式来说造价要高，玻璃液单位能耗要大，但是玻璃液的质量要优于其他结构图形式，调节手段较多，适合制作高档次产品。

2.2底插电极多边型T型结构全电熔池窑
这种类型的窑炉池深在2.5米以上，熔化面积9～30㎡，电极的布置只有两层，一层为启动电极（也可以底插，也可以水平侧插），一层为主电极，一般情况下6、12、18、24根电极，
根据面积不同设置的电极多少不同。

这种结构形式的窑炉控制方式单一，正常生产过程中，只能控制主电极，辅助电极一般情况下不使用。

其控制方式也是同第一种结构形式，但由于就一个主回路，所以控制过程中玻璃液的好坏只能通过这样一个方式，没有别的办法，因此要想得到好的玻璃液必须由投料的均匀、出料量稳定、外线电压稳定来组合实现。

这种类型的窑炉，关键的问题是三相要平衡，我们认为相与相之间电流相差小于20A为最好，超过此值，就应进行微调，否则会引起熔化不好，严重时烧损窑炉。

对于双根电极供电的窑炉，其两根电极间的电流平衡也非常重要，偏差以小于15A为好，超出此值，应进行适当调整，否则后果十分严重。

多边型T型结构窑炉，结构简单，造价相对较低，由于送电方式的合理，其能耗是几种窑型里最小的，适合于产品档次不是十分高，而且产量相对大的产品。

2.3顶插式电极多边型全电熔池窑
2.3.1此类窑炉的特点:
①池深大于2米。

②熔化面积10～30㎡
③电极布置方式，熔窑下部有底部垂直插入启动电极或水平侧插启动电极。

④电极的数量，跟T型底插相差不多。

2.3.2窑炉的控制方式
采用可控硅恒流调压输入进入隔离变压器1次，隔离变压器二次熔窑电极，启动电极为一回路，主电极为一回路，正常生产过程中，主电极输入80～90％的熔化功率，启动电极输送10～２0％的熔化功率。

主电极的输电方式，根据熔窑的规模大小，以及熔化玻璃种类不同，分别可以采用三相三个绕组六个端子的控制方式。

2.3.3使用注意事项
顶插式电极的窑炉,最关键的是电极及其水泵的安全可靠, 所以保证顶插式电极的安全,必须保证水套的安全可靠,也就是说必须保证液面相对稳定.对于机械制造连续供料的窑炉,采用顶插式电极,否则应改用其它方式。

顶插式电极的窑炉玻璃液面能够控制在±3ｍｍ以内的波动，就不会有问题。

关键是顶插式电极及其水套的结构很重要，另外就是注意观察其冷却水的状况，要度保证进出水温适宜，设计结构合理安装到位。

使用过程中注意维护顶插式电极可以使用18个月以上没有问题，但是如果以上三点每一个环节出现问题，能用3个月都是困难的。

另外，使用中注意的问题还有单根电极的最大使用值不要超过额定数值，否则电流密度过大会引起危险。

出料量不要超过额定出料量，否则对窑炉的寿命影响非常大。

一般情况是，15㎡额定出料是27吨/天，18㎡额定出料量是34吨/天，20㎡额定出料量是38吨/天，30㎡额定出料量是50吨/天。

3．窑炉的维护
不管哪种窑型，正常的生产维护相对重要。

维护窑炉的正常运行应遵守的原则是“三稳”原则，即稳定的功率输入，稳定的出料量，稳定的投料量。

怎么实现这样一个动态平衡呢？下面逐一说明。

3.1稳定的功率输入
目前正在运行的全电熔玻璃池窑多数可以实现自动的恒流或恒功率控制，至于哪种控制方式
好，没有一个完好的答案。

原因，无论是恒流还是恒功率，设备本身没有问题，关键的是另外进出料量不稳定的话，只靠控制设备是不能正常维持生产的，所以在发现电阻变化后，应及时调节电流设定值。

在这里特别提出的一个问题是，电网电压的不稳定，即便是前面的出料量稳定，生产也会有问题，所以控温人员要及时调整设定，稳定生产。

3.2稳定的出料量
不管制作怎样的产品，稳定的出料量是非常关键的，遵循的原则是不要超出额定的出料量，就太阳能毛坯管来讲，18㎡的窑炉其出料量误差应控制在0.3吨/天之内。

3.3稳定的加料量
由于目前国内大部分窑炉没有采用机械自动投料，而绝大多数是人工投料，所以稳定的加料量只是一个相对而言的，管理好的厂家，情况好一些，管理差的厂家情况很糟，甚至于这方面出了问题不知道，可以讲在有气动液面仪的情况下，操作人员只要勤奋认真，保证±3mm 的液面波动量是没有问题的。

鉴于加料这个环节环境恶劣，劳动强度大，人为因素多，不易控制的特点，秦皇岛腾创应用玻璃技术有限公司开发研制了X-Y 运行方式的全自动投料机，目前已应用在几座窑炉之上，效果很好。

3.4除了遵守“三稳”原则之外，要想维护正常的生产，生产出合格的产品，对熔窑的各个细节部分都要细致观察，认真对待，其中有这么几点应特别注意：
①水套及水套周围的电极砖有无异常状况，有无局部过热。

②上升道和料道及其周围电极砖有无异常，如果是风冷却，要看风冷是否充分，是否一致。

③控制柜上的电网电压波动是否在正常范围之内。

④溢流部分是正常开启的还是不正常开启的，不正常开启的定期排一下溢流，而且要做好这部分的保温。