玻璃电熔炉技术（第二版）

　　本书是一本系统全面介绍玻璃及硅酸盐熔体电熔窑炉及工艺的专业技术图书。主要内容包括玻璃电熔基础、全电熔玻璃窑炉、陶瓷熔块电熔窑炉、垃圾玻化全电熔窑炉、玻璃（硅酸盐熔体）的气电混合窑炉及火焰池窑的电助熔加热技术。书中还介绍了近百个窑炉的典型实例及一些大型玻璃电熔窑炉的设计资料和运行参数，特别是增加了大型玻璃电熔窑炉砌筑、玻璃电熔窑炉“一步法烤窑”的章节，使该书的实用性更强。 本书可供玻璃厂的工程技术人员和有关的研究人员使用，也可作为高等院校学生的教学参考书。

　　陈金方，1963年12月出生，副教授、硕士研究生导师，全国有名的玻璃电熔窑炉专家。 主要从事玻璃及硅酸盐熔体电熔窑炉的设计与研究。三十多年来，设计了玻璃及硅酸盐熔体（含玻璃的电加热料道、电助熔窑炉、全电熔窑炉）等一百多条生产线。编著了《玻璃的电熔化与电加热》（2002年）、《玻璃的电熔窑炉技术》（2007年）、《玻璃的电熔炉技术》（2012年）三本专著。 2017年完成了我国第 一座处置重金属污泥的垃圾电熔窑炉和我国第 一座陶瓷熔块电熔窑炉的设计建造。 2018年完成了我国第 一座自主设计的日产55吨气电混合窑炉的设计建造。 完成了日产12吨铅玻璃、日产30吨乳白玻璃、日产50吨高硼玻璃、日产50吨钠钙玻璃的电熔窑炉设计建造。完成了20余座日产30吨玻璃电熔窑炉的设计建造。 作者联系方式：13951280541。电子邮箱：jfchen@ujs.edu.cn

第1篇 玻璃电熔基础
第1章玻璃的导电行为3
1.1熔融玻璃的电导率3
1.1.1玻璃的导电性3
1.1.2熔融玻璃电导率和温度的关系3
1.1.3熔融玻璃电阻率与化学成分的关系4
1.1.4常用的熔融玻璃的电阻率-温度曲线5
1.1.5失调角和稳定性准数对玻璃电熔控制的影响8
1.1.6熔融玻璃电阻率的计算9
1.2电极间玻璃液电阻的计算10
1.2.1欧姆定律的应用10
1.2.2板状电极间玻璃液电阻11
1.2.3两支水平棒电极间的电阻12
1.2.4两列平行放置的棒电极的电阻13
1.2.5两支相对放置的棒电极的电阻13
1.2.6三相电极的电阻14
1.3电加热时电位场和温度场的分布14
1.3.1均匀电场中的情况14
1.3.2非均匀电场中的情况15

第2章电极16
2.1钼电极16
2.1.1钼电极的化学组成17
2.1.2钼电极的杂质含量17
2.1.3钼电极的结构17
2.1.4钼电极布置19
2.1.5水平棒状钼电极19
2.1.6垂直棒状钼电极19
2.1.7顶插的棒状钼电极20
2.1.8板状电极21
2.2电极水套23
2.2.1直接冷却水套23
2.2.2间接冷却水套23
2.3氧化锡电极24

第3章供电与控制26
3.1可控硅+隔离变压器26
3.2可控硅+磁性调压器27
3.3感应调压器+隔离变压器29
3.4抽头变压器29
3.5T形变压器30

第4章玻璃电熔窑炉的大型化33
4.1玻璃全电熔窑炉大型化的必要性33
4.210000V供电的必要性和可能性33
4.3几座大型玻璃电熔窑炉的概况34
4.4日产量不同的电熔窑炉的几项指标对比35
4.5国外运行的日产180t玻璃的电熔窑炉36
4.6国内运行的日产120t玻璃的电熔窑炉36

第5章砌窑材料38
5.1烧结锆刚玉砖38
5.2电熔锆刚玉砖38
5.3电熔刚玉砖41
5.4电熔锆铬刚玉砖42
5.5电熔石英砖44
5.6电熔锆英石砖44
5.7耐火材料的钻孔44

第2篇 全电熔玻璃窑炉
第6章全电熔玻璃窑炉概述47
6.1全电熔窑的优缺点47
6.1.1全电熔窑的绿色环保性47
6.1.2全电熔窑的其他优点48
6.1.3全电熔窑的缺点48
6.2全电熔窑的分类49
6.2.1冷顶电熔窑49
6.2.2熔化含有高挥发性组分的玻璃电熔窑49
6.2.3熔化深色玻璃的电熔窑51
6.2.4超小型电熔窑52
6.2.5中型电熔窑和大型电熔窑52
6.3国内常用全电熔窑52
6.3.1双室电熔窑52
6.3.2铅晶质玻璃电熔窑53
6.3.3六角形竖井式电熔窑54
6.4全电熔窑的加料55
6.4.1皮带振动式加料机55
6.4.2做扇形回转运动的皮带式加料机56
6.4.3带振动槽的加料机56
6.4.4旋转播料式加料机56
6.4.5带旋转料仓的加料机57

第7章全电熔窑的结构设计59
7.1全电熔窑的形状59
7.2电源供电和电极连接61
7.2.1单相系统62
7.2.2两相系统62
7.2.3对称型三相系统63
7.3全电熔窑主要尺寸的确定64
7.3.1全电熔窑熔化面积的确定64
7.3.2全电熔窑熔化池最佳深度的确定64
7.4全电熔窑各部位耐火材料的合理选用和窑的保温65
7.5电熔窑的热平衡计算65
7.6电极插入方式的选择66
7.7供电电流、电压的确定66

第8章全电熔炉投资概算67
8.1某公司工程招标邀请函67
8.1.1工程具体要求67
8.1.2工程相关要求68
8.2笔者为某公司的窑炉做的方案68
8.2.1方案特点68
8.2.2方案概述69
8.3电熔窑炉材料数量和投资费用71
8.4电熔窑炉人工费用73
8.5电熔窑炉工期73

第9章电熔窑炉的砌筑74
9.1窑炉的基础74
9.2窑炉池底的砌筑76
9.3窑炉池壁的砌筑76
9.4窑炉胸墙的砌筑77
9.5窑炉碹顶的砌筑77

第10章全电熔窑的烤窑和运行78
10.1电熔窑烤窑78
10.1.1烤窑要求78
10.1.2电熔窑的烤窑过程78
10.1.3玻璃电熔炉“一步法烤窑”的实践与体会79
10.2电熔窑的操作81
10.2.1保证正常条件下的电-热平衡81
10.2.2熔化量81
10.2.3熔化温度和输入功率82
10.2.4配合料覆盖层(冷料毯)83
10.2.5建立合理的熔制温度曲线和稳定的玻璃液流83
10.2.6电极插入深度83
10.2.7玻璃组成及配合料84
10.2.8气泡问题86
10.2.9停电问题86
10.2.10电极和电极冷却水套86
10.2.11更换电极87
10.3冷顶电熔窑的运行87
10.3.1熔化特性87
10.3.2运行87
10.3.3调节88
10.4电熔窑的运行实例88
10.4.1小型玻璃电熔窑的运行实践88
10.4.2小型硼硅酸盐玻璃电熔窑操作和换料经验总结91
10.4.3某大型玻璃电熔窑的运行情况93
10.4.4T形电熔窑的运行95

第11章全电熔窑的典型实例97
11.1熔制钠钙玻璃的全电熔窑97
【例1】日产6t灯泡玻璃的电熔窑97
【例2】日产30t器皿玻璃的全电熔窑情况介绍98
【例3】日产30.0t大型钠钙玻璃的电熔炉的设计、施工、烤窑、调试与运行100
【例4】日产70.0t钠钙玻璃的大型电熔窑的设计102
11.2熔制铅玻璃的电熔窑104
【例5】三座日产12t铅玻璃电熔窑的总结105
【例6】日产2.0t铅玻璃的电熔炉110
【例7】熔化钡晶质玻璃的电熔窑113
11.3熔制硼硅酸盐玻璃的电熔窑114
【例8】熔制硼硅酸盐玻璃的电熔窑的窑形、冷炉顶、配方三者关系114
【例9】日产1.0t高硅氧玻璃球的电熔窑116
【例10】中性硼硅药用玻璃电熔窑的实践121
【例11】日产30t高硼硅玻璃的电熔炉125
11.4熔制乳白玻璃的电熔窑126
【例12】日产5t乳白色氟化物玻璃电熔窑的设计与运行127
【例13】日产30t仿瓷乳白玻璃的全电熔窑130
【例14】日产30t氟化物乳白玻璃瓶全电熔炉134
11.5熔制有色玻璃的电熔窑135
【例15】日产24t高档有色玻璃瓶的电熔炉135
【例16】熔化黑色玻璃的全电熔窑的设计与运行137
11.6电熔日池窑141
【例17】日产2t工艺品玻璃的电熔日池窑142

第3篇 陶瓷熔块电熔窑炉
第12章陶瓷熔块电熔窑炉设计与运行147
12.1陶瓷熔块电熔窑炉的设计要点147
12.2电熔窑炉与火焰窑炉的对比147
【例】作者设计的日产5t（最大产量7t）陶瓷熔块电熔炉148

第4篇 垃圾玻化的全电熔窑炉实例
第13章有机固体废物处理与资源化实例153
【例1】生活垃圾灰渣用于生产玻璃棉153
【例2】生活垃圾飞灰用于制造陶瓷熔块釉料153
【例3】天津生活垃圾灰渣组分分析数据（X射线荧光光谱衍射）154
【例4】西山煤电集团公司下属三家电厂灰渣154

第14章垃圾玻化的典型实例156
【例1】日产30t玄武岩矿渣微晶玻璃的电熔炉156
【例2】处置重金属污泥的垃圾电炉160
【例3】内蒙古某公司利用尾矿-高炉渣-粉煤灰生产耐磨耐腐蚀微晶玻璃管165

第5篇 玻璃（硅酸盐熔体）的气电混合窑炉
第15章玻璃（硅酸盐熔体）的气电混合窑炉实例171
【例】江苏某公司日产60t泡沫玻璃气电混合窑炉项目171

第6篇 火焰池窑的电助熔
第16章火焰池窑电助熔的意义177
16.1池窑电助熔的优缺点178
16.1.1优点178
16.1.2缺点180
16.2电助熔加热的技术经济分析181
【例】燃油池窑和燃油电助熔池窑技术经济指标的比较181
16.3电气混合电熔和电助熔加热181

第17章电助熔池窑的设计和操作要点182
17.1电助熔池窑内的电极布置和功率配置182
【例1】电助熔系统的功率的配制和操作183
【例2】一个三相供电系统和三个单相供电系统的比较184
【例3】电极配制不合理的电助熔系统185
【例4】较理想的电极配制电助熔系统186
【例5】两个布置实例186
17.2电助熔加热功率的计算187
17.3电助熔池窑耐火材料的选择188
17.4电助熔池窑的操作要点188

第18章玻璃窑炉的电助熔实例191
18.1全氧燃烧玻璃窑炉的电助熔实例191
【例1】10m2全氧燃烧玻璃窑炉的电助熔191
18.2马蹄焰池窑的电助熔实例193
【例2】生产有色玻璃瓶的电助熔窑炉193
【例3】蓄热式马蹄焰池窑的电助熔195
【例4】生产硼硅灯具玻璃的电助熔池窑196
18.3横火焰池窑的电助熔实例198
【例5】日产600t浮法玻璃的横火焰池窑的电助熔198
18.4双碹池窑的电助熔实例201
【例6】日产量13t玻璃的双碹池窑的电助熔201

参考文献204

附录11985—2018 年陈金方副教授承接设计和施工的电熔窑炉的主要项目

附录2陈金方副教授设计和施工的电熔窑炉的主要项目照片