是E-玻璃的热传导特性，可见热传导性能基本是线性的，变化率相当高。从1000C到150（TC导热性提高了将近3倍，对丁电熔效率是有利的。

　　因此可见E-玻璃在1500C——1600C温度下具备十分有利的电性能和热性能，十分适合采用电熔技术来改善产品质量和大幅度提高产量。为此先进国家纷纷采用电助熔系统来降低污染和成本。

　　目前大多数西方的E-玻纤窑炉和大部分中国玻纤公司的窑炉都仍然停留在较低水平的电助熔技术层面上，包括中国最大的玻纤窑。这些窑炉火焰所生产的玻璃和电助熔生产的玻璃比例约为7：3，即电助熔能量只是全部能量的25-30%左右。

　　随着环保法的进一步要求和火焰燃料供应的限制加剧。许多玻璃行业企求越来越大的电功率熔化技术。这样电熔技术已经不汉仅是“电助熔”，而是在走向气电结合的“电主熔”技术。

　　3.0 E-玻璃电熔技术机理通常电助熔能S是占全部熔化能量的30%左右。以国内某些窑炉为例：一条10万吨/年的生产线，采用约5000―6000千瓦的电助熔，可用功率仅为3000―3600千瓦，电助熔系统生产玻璃约100-110吨/天，只占玻璃熔化总量的30%左右。

　　为了提高电熔功率的比例，窑炉设计者采用常规电助熔技术则面临着一个重要的问题，即高功率带来过高的炉底温度，相应造成流液洞、料道过高温度和在成型强玻璃冷却问题。显而易见炉底的高温将大人降低窑炉使用寿命。一般先进玻纤窑炉炉底温度低于1350C―1400C.采用常规大功率电助熔系统，当超过使用功率3000千瓦，对于日产300吨的窑炉而言，炉底温度会高于1400―1450C，甚至更高。此时电熔电极插入玻璃液深度仅为液面的50%左右。

　　火焰炉、电助熔混合炉和大功率电熔系统炉内温度分布示意见不同电加热系统窑炉底温度分布示意图为了降低炉底温度，要把电功率重心由40-50%深度提高接近液面，即插入深度是液面深度的80―85%.这样带来明显的优点：降低炉底温度，约在1300C-1350C，同时减少了料道冷却压力。

　　由于电功率上移，加强了玻璃液表面和空间火焰的热交换效率，因此空间温度下降，低于1600C，此时液面温度应当在1500C―1550C.电功率约占全部熔化功率的60%，完全突破了以火焰为主要能源的理念。这时，电熔系统是“电主熔系统”。按一台日产量为230―240吨/天的E-玻璃窗。电熔化约为120―130吨/天，火焰仅生产95-100吨/天，而且电功率熔化加大的趋势还会有空间。

　　电主熔面功率控制电熔系统功率控制为面功率控制方式，沿纵向和横向有独立的功率控制。

　　沿纵向分成若干功率区，每个功率区都是独立的功率调节。这样沿纵向的功率分布可根据窑炉实际情况进行优化调节。一般由于窑炉结构原因，横向火焰燃烧有差异，二侧加料的不均匀性都有可能导致窑炉沿横向温度分布不均，而且有较大差别。二侧玻璃温度的差别会导致电熔功率发挥不充分或产生其他问题。而玻璃温度沿横向分布不均会影响最终玻璃质量。

　　沿横向温控比较简单，仅在窑炉二侧有功率控制，一般布置在加料区后部或在窑炉热点前部如所四支电极分成二组，上部I区，下部区，可采用司各脱变压器调控，也可以采用独立变压器。这二种方式都已由实践证明是有效的。

　　由6支电极组成，但这是一个独立功率区，采用3相B-B变压器。三相平衡连接如图。这样每一对分别为占一相，每相单独调功率达到二侧温度的调节。

　　这是十分重要的一种新的设计理念。符合E-玻璃的热电特性。火焰主要用于预热生料和预熔化，主要熔化能量将转移到电能上去。而在1500C―1600C，E-玻璃正具有高导电率高热传导特性。因此，高效电熔系统正是电熔功率最佳发挥范围。同时由于较低的炉底和空间温度使窑炉寿命将会人大提高。

　　这是我们中国科学家和工程技术人员的一大贡献，并已为十分稳定、可靠的生产实践所证实。

　　4.0基本布局和工程设计4.1布局E-玻璃电熔系统布局十分不同于常规、小型电助熔系统，采用面功率控制布局方式。因此，在窑炉热点前布有大量电极，在热点后布有少量电极，但电极总M是十分可观的，一套5000千瓦电熔系统采用42-48支直径762mm钥电极，约有5700公斤一6000公斤。价格不菲。

　　采用面分布方式控制有几个特点：整个电熔系统由若干区组成，各区功率可按窑炉纵向可调。

　　一设有沿横向电功率可调能力，用于控制横截面上的玻璃温度控制，同样也减少了加料均匀性的压力见A中通过I区功率独立可凋来实现横向温控。

　　-底插式电极分布较为均匀，每区电极都是由多电极组成。是一种布局方式。

　　4.2电极连接电熔功率从2500千瓦到5000千瓦装机功率，使用功率从2000千瓦到3600千瓦的系统，底插电极从24支到48支不等，功率分布可以是6-丨0区。区内连接方式常用有三种：是利用三相平衡变压器连接4支电极接线方式。

　　为三相开放三角连接方式：用以连接6支电极接线方式。高压进线为闭三角。低压为三相平衡方式、开三角连接。

　　于调节横向功率分配。

　　这时右侧是单向连接，采用每二对电极为一区，每个区都是独立可调，当电极数量增多、区数量增多、三相平衡是个十分严重的问题。有些设计采用干式空冷变压器，功率调节通过可控硅调节（SCR系统）。

　　4.3二种火焰的电熔技术E-玻纤窑有二种火焰方式，一种是空气助燃窑，一种是全氧燃烧炉，燃料都是天然气，底部采用电熔系统，这是一个典型的气-电混合炉。

　　当上部为火焰加热，玻璃液中有电加热，上部空间的温度分布和火焰流动同玻璃液表面（上部）的温度分布是相关的。空气助燃和全氧燃烧都是横火焰，但是温度分布模式是不相同的。全氧燃烧在中间沿纵向温度高于空气助燃布局。这样在设计电熔系统电极布局时应当予以不同考虑。

　　当采用上部电熔系统时，电能所产生的热最也在加热上部接近表面的玻璃层，为了避免中间温度过高而带来的炉中部、底部温度分布。应与对二种不同焰炉耍采用不同的电极布置。和所示为二种典型布局。

　　当火焰能M在逐步减少，以火焰为土熔化玻璃转向以屯熔为主，火焰主耍用作生料加热和预熔化。

　　用火焰保持窑炉上部空间温度时无论是用空气助燃和全氧燃料，电熔电极的布局采用的方案相对较稳妥。这种布局三相电平衡较好，因此供电设备简单、控制、可靠，供电变压器效率得以充分发挥，同时玻璃温度分布也较均匀。这种方式己经/L经实践证明是有效的。而玻璃窑炉一种布局好坏的实践验证十分不容易的，时间周期氐、投资风险极高。

　　曰全氧燃烧回空气助燃炉4.4电极布局和电磁干扰电熔系统数M很多的电极布置在窑炉内以及在附近形成一个很强的电磁场，电场内任何一处电压的变化都会产生对整个电场分布的影响。减少电极间的电磁干扰不仅简单采用加大电极间的间隔来缓和。

　　电极间隔的加大在沿窑炉横向尺寸是受E-玻璃电阻的较高影响，当在加大插入深度，使电极端部处高温低阻部分已经使这个阻碍得以大大的缓和。而这个特性正是E-玻璃电熔系统需要大量电极的基本原因。

　　沿纵向间隔受窑炉尺寸限制，并且间隔过大会造成窑炉玻璃温度分布不连续的可能。因此在设计和安装中重视电磁干扰问题将会提到日程上来。另外更重要的一点是电极间相位的关系是远远大于电极间距而带来的影响。我们有二个十分明显的实例供：在泰山玻纤厂一台窑炉中由于安装测温用热电偶的安装位置和钥电极十分接近，并且由丁所采用热电偶的特性原闪，致使所有热电偶测温全部失效。经在所有热电偶上安装过滤器才得以使热电偶正常I：在我们安装4800千瓦电熔系统时采用了6台变压器，其中3台变压器和另外两台变压器低压次级绕组方向不同，所以相位方向不同。在开始设计安装时并没有予以重视，致使三个工作区出现局部高电流、高温现象。经更改变压器输出接线方法后问题才解决。电磁干扰是可用功率发挥效率的一大障碍。

　　为此在设计E-玻璃电熔系统时应当采取二个措施，一是要求变压器生产公司提供所有变压器高、低压次级绕组方向；二是要在设计时做一次物理电磁模拟试验以定性测定电磁效应的强度。

　　5.0大功率电熔系统特点目前E-玻璃窑炉电熔系统功率每100吨/天产量实际运行电熔功率为2500―3000千瓦范围内。这样一座日产300吨的E-玻纤窑，电熔安装功率可以达到50006000千瓦，实际长期稳定运行功率应当在4000―4700千瓦。根据国内二大波纤厂的使用情况，功率可利用系统以0.8比较实用。

　　这样大的电熔系统具有如下特点：电功率占全部熔化能量60%以上。

　　较低的窑炉空间温度和炉底温度比常规窑炉低7%，这是一个十分可观的成果，不仅节省了昂贵的燃料而且大大延长了窑炉寿命。

　　――钼电极插入深度是池深的80-85%左右，提高了电熔功率发挥效率。同时采用较粗直径钼电极，这样钥电极表面温度下降，提高了玻璃导电功率效率相应提高，好处是多方面的。

　　6.0大功率电热系统设备配套一个优秀的设计是由一系列可靠，相互兼容的设备来实现的，应当说电熔系统所采用的设备相当简单。由0可见主要设备为：控制设备及操作软件。

　　-电功率设备，法国B-B公司变压器。

　　电极设备，包括钼电极和冷却水套以及相应附件。

　　目前国内采用电熔系统或电助熔系统由于工程理念上的差别和若干外国工程公司的设计水平差异采用二种供电控制方式。以重庆国际复合材料有限公司为首采用全自动大功率全量程无级可调节方式，采用法国B-B公司产变压器。泰山玻纤公司则采用小型干式可控硅调功率方式。也有其他玻纤厂采用类似泰山玻纤公司方式，但变压器是油浸式、进口产品（由于无明确生产厂家铭牌，无法判别实际生产厂家）。这二种方式都有良好的运行实例。

　　综观这二种风格的配套设备的利弊，应当说重庆复合材料有限公司在世界上、同等功率电熔系统技术上处于领先地位，高效、低能耗和高稳定性的性能十分突出，究其原因主6.1B-B变压器B-B变压器如图示，结构简单，变压器上部为输入三相高压变压部分，为产生当前运行低电压、供给低压调节部分。高压可以根据用户电网情况确定，一般6000伏一10000伏，因此输入损耗很小，输出低电压和电流由功率调压范围，工作温度等来确实，一般输出电压小于400伏。

　　在调压方面结构上采用石墨电刷，这个技术用于高压和低压二个部位。调压实行是通过安装在变压器上部的伺服电机转动柱型铁心来完成。功率调节实际上是调节波幅大小，正弦波所包容的面积就是输出功率。

　　：率n额定工作点z（3）变乐器效率图这种变压器能耗低，在全量程工作范围内都保持高效的调节系数，大于95%，从理论上来讲是十分成功的。见2，13和14.但是由于在冷却油中有移动部件，最主要是石墨电刷。一旦电刷有磨损并同纯铜制线圈间有间隙，必然产生电火花，造成变压器油温度上升，溢出多种气体，包括可燃乙炔和高气压，以致变压器停运。这种情况通常是由于工作电流大大超过变压器额定电流致使油温上升过多造成。在泰山玻纤厂内一台变压器超载运行6个月之后，乙炔气报警，造成变压器损伤。即便换冷却油，也只是缩短了大修周期。一般说来，合理使用、按时维护是保持变压器正常工作的最根本结论。相同的变压器在南京电气集团公司已运行5年以上，无任何异象发生。

　　2功率控制功率调控是控制软件设计的主要方面，通常采用欧陆T800和采用西门子S7.在这两个平台上做出功率控制软件是各个不同玻璃工程公司的特有技能，也是不同公司多年来积累控制技术经验的体现。对于中国的工程公司来讲这方面实在需要改进，简单粗糙的时代已经过去了。

　　当采用B-B变压器以后，自动控制已不成问题，可靠、稳定。但大多数中国公司和部分外国工程技术公司仍采用可控硅技术（包括泰山玻纤厂）。当采用大功率电熔系统时，可控硅系统的价格不断上涨，带来复杂费时的维护和很低的工作可靠性一直是难以解决的问题。

　　注：油浸冷却。

　　全量程无节调节。

　　冷却油可采用水冷式或空冷。

　　ti.电极和水套用PE-玻璃电熔系统的钼电极工作温度高（可达1700C左右）、插入玻璃长度长，由此可见工作环境极其苛刻，建议采用大直径进口钼电极。

　　国内玻璃公司采用钥电极有二个来源，一是很多个国内供应货，分别来自河南、陕西和北京。二是进口电极，主要供应商是美国H.C.STARCK和奥地利PLANSEE公司。但近年来PLANSEE公司由T 1午多令人不易了解的原因造成低质量电极在中国市场上多次出现严重问题，使我们没有信心来采用它。H.C.STARCK公司是世界上最大的金属氧化物供应厂，在德国东部和美国有二个生产钥制品基地。

　　近年来实践证明由美国H.C.STARCK公司生产的钼电极质M上乘、产品稳定、供应周期短、价格相对低于PLANSEE公司。绝大多数用于E-玻璃行业的钼电极都来0美国公司。美国H. C.STARCK公司是一家老牌钼制品厂，分别在美国克里夫兰市，冷水市和英国设有分厂。论价格钼电极冷却水套在整个电熔系统中占有很小的比例，但是水套质量的好坏却决定了电熔系统的成败和整个窑炉系统使用寿命。目前市场上国产水套多数是直接冷却结构，为了追求低成本，制造粗糙、质量低劣。甚至于有的厂家采用铸铁制造，不仅既不耐高温，而且由于材料本身易受腐蚀和在长期高温下的变形，使用寿命很短。

　　进口水套中部分厂商采用焊接结构，在长期高温下，稍有冷水供应不畅，焊接处铸造粗晶结构即会发生热应力疲劳，造成开焊、漏水等问题，在国内许多用户都有这个令人头疼的问铨。当初这种焊接结构是设计来应用于全电熔窑，使用寿命不大，4年。但是用于火焰一电混合窑炉不合适，因为长周期玻璃电熔系统要求有5年以上甚至8年寿命。

　　为此我们特别设计、制造了整体式冷却水套。总的设计概念是要求：结构坚实、高温区冷却单元无焊缝。

　　采用高强度耐热不锈钢310-312，允许工作温度在10001：左右，避免产生高热疲劳损伤。

　　特种工艺制造、设计成冷却水大流量结构。

　　间接冷却。冷却水始终在一个封闭循环系统内流动和电极无接触。

　　易于安装和调整。为不同窑炉设计相应辅助支持架，推进器和附件。

　　易于更换，但5年来我们还没有收到要求更换实例。

　　7.0发展和存在的问题7.1窑炉池深和长宽比E-玻璃窑炉长宽比在使用大功率电熔系统后，由于上部火焰加热和电熔加热相互影响，并且玻璃流动在电加热推动下得以加剧，原先为了保证玻璃质量而采用的窄长的单位窑可以予以缩短。

　　较小长宽比窑炉热效率会相应高一点。长宽比由原来1：3.13.3转向1：2.83.0，也许炉顶高度也会有变化。

　　由于在同等熔化面积下，由电熔系统生产的玻璃液得到大幅度增加，单位面积熔化率由原来1.8―1.9增加到2.2―2.4吨/米2.流量的增加必然要加大液面池深。池深由原先1000―1200毫米将逐步增加到1300毫米左右。增加液面深度带来的优点是多方面的。

　　7.2料道冷却和加料机的建议目前几乎所有的E-玻璃窑炉的料道都大于30米，料道采用火焰作为辅助加热以防止玻璃液温度过低，而玻璃液的冷却仅依靠自然冷却，这也是为什么E-玻璃料道比较长的原因。

　　实际应用中玻璃液的冷却是一个大问题。往往在达到白金漏板前不同点上的温度差可以达10―40C，这样大的差别都是要依靠白金漏板本身来控温，而漏板前温度差应当小于1一2C，否则成品率一定低下。在这种调温方式下，漏板调温就有很大压力了。

　　如果可以采用温度控制料道，那么问题就可以简单化。现代温控料道提供玻璃液温差可以达到1一2°C左右，而且料道较短，控制温度调节时间短，适合子在一个工作池上连接不同成型温度的不同产品。

　　（图遇道哉面砖（图温控料道原理如3所示，在料道两侧有火焰加热以提高玻璃温度用来保温。在料道底部安装有加热用钼电极组也是用来对玻璃加热。在料道上部中间是冷却空气通道，用来降低玻璃温度。利用这三部分的功能达到精确的温度控制的目的。

　　温控料道可以由二个或若干个单元连接组成（见6，17）。单元数量的多少取决于玻璃流量和温度变化的范围。料道的温度控制是全自动和手动二种方式。这是一项已经被实践证明十分有效的技术。

　　7.3盘式加料机玻璃熔化质量的优劣和燃料利用效率从配料厂提供混合料的好坏就开始了。而生料加料机加料的均匀度和连续性更是一个重要因数。

　　在向窑炉加料时，避免生料分层、无扬尘、液面上生料均布度和窑闭性能是评估加料机的指标。

　　这里介绍的盘式加料机是英国玻璃工程设备公司产品，在中国电子玻璃行业，照明行业和西方玻纤行业均有应用。此型加料机工作寿命在中国已达13年，无需买备份机器，24小时连续加料。

　　型号成系列，从500公斤/天到350吨/天。9是加料机工作原理图，供料平台距玻璃液面小于100mm，生料无跌落现象，因此也无扬尘和分层问题。由于一次推供加料量十分少，因此在玻璃液面是一均匀薄层，不会见到料堆飘浮的“千岛群岛”，大约在加料口后2米内液面上即不见生料，熔化率大为改善。

　　更重要的是此型加料机按三个方向推供生料，因此散布情况良好，生料得到充分加热。加料机全自动供料，同液面控制系统同步操作。由于是全封闭加料，因此在车间内无扬尘和漏热现象，这是符合E-波纤生产工艺要求。