玻璃電熔

玻璃在高溫時是一種電導體。熔融玻璃液含有鹼金屬鈉、鉀離子,它具有導電性能。當電流通過時,會產生焦耳熱,若熱量足夠大,則可以用來熔化玻璃,這就是所謂“玻璃電熔”。

1902年,沃爾克(Voelker)獲準了一個基本專利,其內容是利用電流通過玻璃配合料產生的熱來熔化玻璃。隨著熔窯設計和電極的不斷改進和發展,這種電熔方法得到廣泛套用。1920~1925年,挪威的雷德(Raeder)使用石墨電極,成功地實現了玻璃的全電熔。1925年,瑞典的科尼利磯斯(Corneljus)用這種電熔窯生產琥珀色玻璃和綠色玻璃。該電熔窯採用薄層加料法,配合料浮在玻璃液表面。在電熔窯投產時,配以臨時性的爐蓋,當玻璃液位蓋過電極,便撤去爐蓋。所用的電極是大鐵塊,由於鐵電極使玻璃著色,所以這種熔窯只能用於熔化有色玻璃,效果頗好。當時可達到1.40kWh/kg玻璃,所以這種作業在電能價格低的地區是可行的。這種電熔窯有些一直運行到最近幾年。弗格森(Ferguson)在1932~1940年這一時期,採用“T”形電熔窯積極從事電熔的研究。
絡系統 二戰以後人們開始對鉬電極感興趣,佩恩伯瑟(Penberthy)設計的電極系統使用鉬棒,1952年玻璃工業開始廣泛用於電助熔和全電熔。另一種是英國的格耳(Gell)和漢恩(Hann)於1956年提出的板狀鉬電極。 目前全世界至少有100座全電熔窯,規模從4t/d至120t/d。每年都要增加若干座,其規模在電助熔和全電熔這兩個方面都在擴展。 近20年來,一種新概念即“混合熔化”,已日益受到重視。這種概念是:先在熔融的配合料內部通電加熱生產大約一半產量的玻璃,再在配合料上方用燃料加熱生產另一半產量的玻璃。其目的是要降低每噸玻璃所需熱量的總成本,與此同時仍保持如電熔窯玻璃那樣的質量。
另一項主要的新發展是用電熔窯熔化鉛晶質玻璃,供機器和手工生產高級餐具使用。大約在1964年棒狀氧化錫電極投入工業套用,而且為這種電極發明了性能良好的電接觸系統,為鉛玻璃電熔建立了良好的基礎。
第三項發展,是推廣了電加熱料道。有矽碳棒、矽鉬棒輻射電加熱料道、通路的電加熱、板狀和棒狀鉬電極電加熱料道、氧化錫電極電加熱料道、混合式電加熱料道、熱套法電加熱料道、料盆的電加熱八類典型的電加熱料道
第四項新發展是採用了“微型電熔窯”,用來生產優質玻璃,其熔化量可低到10kg/h。
第五項發展,是日益重視對環境污染的控制。從這方面來講,電熔工藝具有相當重要的意義。 
電熔方法有許多突出的優點,熱效率可以高達80%~85%,節省能源,沒有污染,消除公害,改善勞動條件。熔制出的玻璃液成分均勻,產品質量高。生產過程便於實現自動化操作。因此,在國外玻璃電熔得到迅速的推廣。
已開發國家,玻璃電熔化已廣泛套用於光學玻璃、硼矽酸鹽玻璃、鉛玻璃、氟化物玻璃、瓶罐玻璃以及纖維玻璃的生產,其工藝已趨成熟。

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