日池式Y型全电熔玻璃窑

摘要

本发明属玻璃制品高温熔融技术领域，具体涉及一种日池式Y型全电熔玻璃窑。由电极、炉盖、加料口、玻璃液存料区域、玻璃液熔制区域、保温层、炉膛和供电系统组成，炉膛下部依次为玻璃液熔制区域、玻璃液存料区域，且横截面均呈Y型，玻璃液熔制区域和玻璃液存料区域外围设有保温层，玻璃液存料区域的每个叉口上设有电极，每根电极的一端位于玻璃液存料区域的内壁，另一端穿过存料区域、保温层连接供电系统，保护水套套于电极外，并嵌于保温层内。本发明使用钼电极向玻璃液送电，玻璃液靠自身导电发热加热自己，热效率较高。采用夜里熔化，白天成型操作，利用谷电资源，降低成本；自动化程度高，间歇操作，降低规模，尤其适合于熔制硼硅酸盐等高附加值产品。

说明书

技术领域

本发明属玻璃制品和其它无机材料的高温熔融技术领域，具体涉及一种日池式Y型全电熔玻璃窑。

背景技术

本小型间歇式操作的全电熔窑主要使用一天供电中谷电时间段进行熔融体的加热熔制，电费很低，几乎与燃油和燃煤相当；与燃油和燃煤工艺相比，非常符合环境保护要求；日池式熔制工艺中，电能通过电极馈入到熔融体中，把熔融体自身作为发热体来加热自己，能源使用效率很高；操作上采用夜里熔制，白天成型，有利于工厂的管理和工人生活习惯；是淘汰传统燃油或燃煤的玻璃坩埚窑炉的更新替代工艺之一。随着供电紧张和供电量的增加，在满足了峰时的供电需求后，供电系统必然富裕大量的谷电资源。间歇式操作的使用谷电资源的熔化玻璃的日池式全电熔窑存在着巨大的市场需求。

相似技术(产品)简述：使用燃油或燃煤进行夜里熔化白天成型工艺的玻璃坩埚窑有近200年历史，它的工艺原始、环境恶劣，正在被环保部门驱逐。使用硅钼棒间接辐射加热粘土质坩埚的间歇法电加热窑，由于热传递困难、能源使用效率低、加热元件易损、产量较低、坩埚易损坏，因而没有呈现市场生命力。

发明内容

本发明的目的在于提出一种新型的间歇式操作、使用谷电资源的日池式Y型全电熔玻璃窑。

本发明提出的日池式Y型全电熔玻璃窑，由电极1、炉盖7、加料口8、玻璃液存料区域9、玻璃液熔制区域10、保温层11、炉膛17和供电系统组成(其结构如图1、图2所示)，其中，炉盖7位于炉膛17上部，加料口8位于炉膛17的一侧，炉膛17下部依次为玻璃液熔制区域9、玻璃液存料区域10，炉膛17、玻璃液熔制区域9和玻璃液存料区域10横截面均呈Y型，即炉膛17、玻璃液熔制区域9和玻璃液存料区域10均是外围对称设有三个叉口18的结构，玻璃液熔制区域9和玻璃液存料区域10外围设有保温层11，该保温层11呈门字形，构成熔窑的外壳，炉盖7上设有炉盖保温层16；玻璃液存料区域10的每个叉口18上设有电极1，每根电极1的一端位于玻璃液存料区域9的内壁，另一端依次穿过存料区域9、保温层11连接供电系统，保护水套2套于电极1外，并嵌于保温层11内。

本发明中，供电系统由磁性调压器5与一组交流接触器6相连形成供电回路(如图3所示)，回路上的磁性调压器5的三个输出端通过电缆分别与三根电极1相连；控制仪PLC3的输入端连接其中的两根电极1，控制仪PLC3的输出端连接交流接触器6输入端，恒流仪4通过套于电极1外的环形互感器联接电极1，恒流仪4输出端连接磁性调压器5的控制输入端。

本发明中，保温层11从外到里依次由轻质保温耐火砖层12、高铝耐火砖层13、密封层14、耐火材料层15组成。

本发明中，交流接触器5为5个。

本发明中，交流接触器5之间相互并联。

本发明中，加料口8外设有加料口砖。

本发明中，保温水套2嵌于轻质保温耐火砖层12内。

本发明的工作过程如下：

三根电极1位于玻璃液的存料区域9内，三个加料口8在加料和挑料时，可以将加料口砖打开，在熔制玻璃液时是封闭的。根据电极1的电压信号，控制仪PLC3确定应该采用的运行电压的档位，通过控制电压档位的信号输出，决定交流接触器组中的某个交流接触器打开，则其他接触器关闭的操作。恒流仪4接受来自电极1的电流信号，在确定的电压档位上，恒流仪4设定电流数值，控制磁性调压器5的电流输出，玻璃液的熔制空间10在一天时间内是循环变化的，熔制好玻璃液在挑料成型操作中用尽后，仍然在存料区域9中保留必须的玻璃液。在存量玻璃液9的基础上，通过多次加料熔制操作，玻璃液升到挑料口下沿，充满玻璃液熔制区域10；完成一天一循环的熔制加工操作。

由于本发明采用兼歇式操作，因此可以充分利用谷电资源，原料的投入一般可以在16点以后到第二天的10点之间进行，10点以后至16点间进行成型操作，以提高熔制玻璃的能源利用效率，符合环境保护要求，提升小型玻璃制品的生产工艺和工人的操作环境。

本发明的有益效果：

本发明使用钼电极向玻璃液送电，玻璃液靠自身导电发热加热自己，热效率很高。由于是夜里熔化，白天成型操作，可以大量使用谷电资源，降低成本；采用电力作为能源，自动化水平高，环境友好；间歇操作，可以把连续性熔窑的三班运转改为间歇一班运转，降低规模，适合小产品的生产组织。电熔玻璃的熔制温度高，挥发量少，适合熔制硼硅酸盐等高附加值产品。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的A-B-C剖面结构示意图。

图3为本发明供电系统的结构示意图。

图中标号：1为电极，2为保护水套，3为控制仪PLC，4为恒流仪，5为三相多抽头磁性调压器，6为交流接触器，7为炉盖，8为加料口，9为玻璃液存料区域，10为玻璃液熔制区域，11为保温层，12为轻质保温耐火砖层，13为高铝耐火砖层，14为密封层，15为耐火材料层，16为炉盖保温层，17为炉膛，18为玻璃液存料区域的叉口。

具体实施方式

下面通过实施例进一步描述本发明。

实施例1：

如果建造日产1吨规模的熔窑，玻璃液的熔制空间为0.5立方；玻璃液的存料空间为0.3立方；玻璃液熔制空间表面上方留有35公分高度的空间；本规格可以封闭一个投料挑料口，保存两个投料挑料口。参数如下：

1、产量：1吨/日

2、能源：谷电为主，峰电为辅

3、电极：水冷钼电极

4、能耗：2-3度电/公斤玻璃

5、工艺：夜里谷电为主熔制，白天峰电辅助加工成型

6、环保：无燃烧烟囱，无污染，现场安静，洁净。

作业流程：

在每天下午16点完成当天的成型作业后，熔窑内的玻璃液回落到存量液位，存量玻璃液仍然保持1400度左右的温度，该温度的玻璃液保持相当好的导电性。因此，存量玻璃液的电极可以通过玻璃液的导电性把熔制玻璃液的电能送到玻璃液中。16点以后，可以通过挑料口，把需要熔制的玻璃配合料分批逐步投入的该熔窑中。随着新加入玻璃配合料降低了玻璃液的温度，玻璃液的电阻增高。供电系统的调压装置可以根据玻璃液温度的高低，在大幅度范围内，改变输入电压以适应玻璃液温度变化造成的电阻变化。16点-22点之间，可以是徐徐加热，积累热量，升高温度；22点以后可以大幅度增加配合料的投料量，加大电功率的投放量，尽量用足夜里的谷电资源，直至作业玻璃液的液位达到上限。早晨6点以后，逐步降低电功率投放量，8点到10点之间，电加热基本可以关闭，玻璃液在静停状态澄清，10点以后可以开窑进行成型操作，成型操作中，仍然不需要电加热，熔窑积累的热容量，可以维持熔窑处于高温的成型温度。16点开始进行一个日周期的操作。

具体实施过程：

供电系统由磁性调压器5、跳线变换电压档位的交流接触器6联合形成供电主回路，其中磁性调压器的型号为TSH-150/0.5，交流接触器为5个，主回路的三相交流电通过电缆与玻璃熔窑的三根电极1联接；其中的可编程逻辑控制仪PLC3型号采用SIEMENSS-204，PLC3把两根电极的电压信号作为输入，通过PLC编程，输出控制交流接触器6的跳线变换电压档位的操作。恒流仪4通过套于一根代表性电极电缆外的环形互感器获取电极电流大小的信号，恒流仪4输出端连接磁性调压器5的控制输入端，控制磁性调压器5输出端电流大小，磁性调压器5上的三个输出端分别连接三个电极1，电极1的型号为Moφ60×1200。

熔窑的基础部分，可以根据熔窑的形状和尺寸，用混凝土浇注成基础。保温层从外到里依次为：第一层以普通耐火粘土砖做340MM厚度，第二层采用300MM厚的耐火粘土大砖，第三层采用5MM后的AZS捣打料密实层，捣打料上铺AZS耐火材料，池壁内层采用200厚33#AZS耐火材料，池壁内层外层采用采用耐火硬砖和轻质保温砖。上部炉盖采用烧结莫来石构造。挑料口用高铝耐火材料临时封堵。

点火烤窑时，首先采用煤气，用每小时5度的升温速率烘烤炉窑；当炉窑温度达到摄氏700度以上，用柴油烧枪把炉温提高到1200度左右；此时，可以逐步投入碎玻璃，安装电极，把供电系统送上。当投入玻璃液导电，通过电加热，玻璃液发热控制玻璃窑温度后，点火成功。

熔窑进入正式生产后，按上述作业流程运行。