電熔窯節能技術優化及應用要點

    我國電熔窯爐技術有了很大進展，電熔窯爐配套性耐火材料和電極材料紛紛已達設計要求，全電熔窯爐設計日趨成熟。通過對電熔窯爐項目投運后的生產過程進行跟蹤調查發現，電熔窯爐不僅能提升企業產品品質，降低生產經營成本，帶來良好的經濟效益，還能落實和響應國家的產業政策，體現社會經濟發展對節能環保的要求，社會效益和生態環境效益顯著。

（1）熔化池設計及耐火材料的選用

    電熔窯爐在熔制過程中，玻璃自上而下垂直分布，最頂層由配合料覆蓋所形成的冷爐頂主要通過玻璃液中加熱電極，各層溫度梯度變化，而且能進行分層控制，所以要求電熔窯爐熔化池深度必須達標，高硼硅玻璃生產窯爐熔化池深度必須>2m。熔化池由上部的熔化部和下部的澄清部構成，熔化部主要有配合料覆蓋層、硅酸鹽層、玻璃層等，澄清部主要是均化區、冷卻區和澄清區。電熔窯爐的生產過程是一系列快速、短時而激烈的物化反應過程，所以熔化部所需空間較小，而玻璃釋放出氣泡后必須經過生料層才能溢出，這需要時間和空間，所以澄清部區間相對較大。

    與燃油、燃氣火焰爐不同的是，電熔窯爐對耐火材料的選用更加注重材料的耐高溫、耐侵蝕及導電性能。導電率越高的耐火材料由于運行中可能發生打火、熔融和漏料而安全隱患較大，所以耐火材料的選用也是電熔窯爐節能技術優化的重要課題之一。

（2）流液洞設計
    
    流液洞是澄清結束玻璃液冷卻后上升的必然通道，也是電熔窯爐中的薄弱環節，很容易受到侵蝕，所以在電熔窯爐設計中必須引起重視，重點關注玻璃液回流及流液洞蓋板磚侵蝕等問題。

    玻璃液從熔化池流出，經過流液洞后到達上升通道，如果其流出量超出出料量，則富余的部分將反向流回熔化池，隨后的二次加熱必將增加窯爐能耗，但是這一過程又能對回流玻璃液進行二次均化，避免質量缺陷，所以在實踐中必須尋求能耗與玻璃液質量之間的均衡。具體而言，在設計過程中應保證流液洞截面大小的合理性，對于出料量30t的電熔窯爐，截面應保持在900cm2;控制流液洞高度，為降低蓋板磚的侵蝕，流液洞高度應控制在20~30cm;加大流液洞長度，當前電熔窯爐流液洞長度應保持在2~3m。

    為控制和減輕流液洞蓋板磚的侵蝕，實踐中可以考慮采用AZS41型電熔鋯剛玉磚，并配合以沉降式流液洞設計，在確保流液洞位置遠低于池底的情況下，溫度有所降低的玻璃液對蓋板磚的侵蝕也會降低。為保證蓋板磚性能并延長其使用壽命，在電熔窯爐使用的中后期應當采取有效措施進行蓋板磚的冷卻。

（3）電極和功率分布

    當前電熔窯爐普遍使用鉬電極，存在底插、橫插和頂插三種電極插入方式，生產企業普遍改進了底插方式并采用側插的做法，這種技術能有效保證電場分布及玻璃液的均勻性，雖然要在池底開孔，但是只要電流密度選擇恰當，并在電極磨損時及時頂進，這種側插方式發生漏料的可能性很小，同時由于池底存在高粘度保護層，能有效保護池底材料和電極孔免于侵蝕，安全性還是有所保障的。

    電極與功率則應均勻分布，并實行多對電極和多臺變壓器均勻布置，電極直徑和單臺變壓器容量都不應過大，電極均勻分布才能杜絕偏電流現象的發生，確保電力線和熱能的均勻分布以及熔融工藝的穩定。

    此外，在電熔窯爐運行之初經常會遇到電壓低、電流過大但功率反而不高的現象，為了增大功率首先應提高電流，但是要注意電流過高可能擊穿熔融電極磚并燒毀電控機械設備，進而影響材料熔化質量。為防止上述現象的發生，必須保持玻璃爐內玻璃溶液熔化均勻、不同點電阻相等，尤其是電阻小的區域發生偏流的可能性更大，偏流必將引起偏相，從而導致整個電熔窯爐電功率失衡，熔融不均。