电阻式电熔窑及玻璃纤维生产工艺制造技术

本发明专利技术公开一种电阻式电熔窑及采用该窑生产玻璃纤维的工艺。电熔窑包括加料车、熔化室、均化澄清室、调温冷却室、通道、铂金漏板和拉丝机；加料车用于布料；熔化室、与均化澄清室、调温冷却室、通道、铂金漏板、拉丝机依次相连；熔化室、均化澄清室、调温冷却室和通道内均设有钼电阻加热元件。生产工艺是将钼电阻加热元件直接置于玻璃原料中，通电后将玻璃原料熔化为1400℃～1500℃的玻璃液，经均化、澄清、调温至1200℃～1300℃，再经通道加热保温后，进入铂金漏板漏出由拉丝机拉丝，制成玻璃纤维。本发明专利技术的电阻式电熔窑解决了现有玻璃电熔窑不能大规模生产无碱玻璃纤维的难题，特别适于生产高端玻璃纤维和其它高品质玻璃。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种玻璃纤维的生产设备和生产工艺，具体是一种电阻式电熔窑及采用该窑生产玻璃纤维的工艺。
技术介绍
目前玻璃纤维的生产设备及生产工艺分为两大类：1、坩埚法在耐火材料制成的坩埚炉内，以玻璃球为原料，用硅碳棒对玻璃球加热使之熔化而导电，进而用置于已熔化的玻璃液中的钼电极或铂铑合金电极电流通过导电的玻璃液产生的热使玻璃温度达到1250℃左右，再用铂铑合金制成的多孔漏板进行拉丝。2、池窑法(1)燃料池窑：以天然气或重油等为燃料，将玻璃粉料(由多种原料混合而成)加热至熔化状态(1400℃～1500℃)，再经澄清均化，冷却至1250℃左右，再将玻璃溶液送到设有若干铂金漏板的通道进行拉丝。(2)电极式电熔窑：在用耐火材料制成的炉体内设有多组钼或氧化锡电极，以玻璃粉料为原料，以硅碳棒在炉顶加热，使玻璃粉料熔化而导电，再以电极通入电流，使玻璃进一步熔化至1400℃～1500℃，经澄清均化，冷却至1250℃左右，将玻璃液送入设有若干铂金漏板的通道进行拉丝。上述设备及工艺的缺陷在于：1、坩埚法产量低，炉内温度不均匀，单位产品电耗高，原料消耗高等缺点，已经逐步淘汰，仅在生产高支纱(比较细的玻璃纤维纱)时有少量使用。2、燃料池窑：随着天然气，重油的价格不断上涨，其能源成本已经不再具有优势。其主要缺点是：(1)环境污染大：燃料在燃烧时要产生二氧化碳、氮氧化物、硫化物等有害气体，尽管目前大型天然气窑都采用纯氧燃烧，使用脱硫气，这样使氮氧化物、二氧化硫大量的减少，但无疑增加了生产成本。同时二氧化碳的排放也是无法解决的。玻璃原料在熔化过程有大量的硼化物、氟化物也随着烟道气排出，要将此类有害气体捕捉下来，使其达标排放，其代价也是巨大的。(2)建造成本高：由于此类玻璃窑是由炉膛(燃烧室)由上而下对玻璃加热，因此传热慢且不均匀，为此在池窑内需设有用铂金制成的鼓泡管对玻璃液进行鼓泡，搅拌，需要使用昂贵的贵金属。在整个窑池系统中，炉膛是温度的最高点，当玻璃液的温度为1450℃时，炉膛局部热点温度超过1700℃，这就必须使用昂贵的高温耐火材料。同时一次燃烧的排放烟气温度都超过1000℃，为了提高热能利用率，这类池窑均设有热交换器(蓄热器)来回收烟气热量，这又增加了建造成本。尽管如此，其热效率也只有50％左右。(3)运行中不能停炉，烤炉再启动的时间很长，达20～30天。3、电极式电熔窑：此类电熔窑的主要缺点是不能用于大规模生产无碱玻璃纤维。这是因为无碱玻璃纤维熔液电阻率很高，在中、大型窑内电极间距离都在1500mm以上，要使其达到熔化玻璃所需的功率很大(达200～10000KW)，电极间的工作电压可能超过2000V，而很多耐火材料在热态下的电阻率都与无碱玻璃溶液差不多，这样在耐火材料上就存在旁通电流，既不利于工作的稳定，又加速耐火材料的侵触。同时电极引入线的接头都需水冷，绝缘问题很难解决，此类电熔窑对供电的保证要求很高，一旦停电造成玻璃液冷却结块，很难再起动，甚至使炉窑报废。同时由于功率较大，应使用三相电源，这样炉内电流紊乱，不易控制，温度场也不均匀。由于如上所述的缺陷，到目前为止，电熔窑仅用于生产中碱的日用玻璃，尚无生产无碱玻璃纤维的实例。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现有玻璃纤维窑炉及生产方法的缺陷，提供一种可实现连续式生产无碱玻璃纤维的电阻式电熔窑及采用该窑生产玻璃纤的工艺。本专利技术的技术方案如下：本专利技术的电阻式电熔窑包括加料车、熔化室、均化澄清室、调温冷却室、通道、铂金漏板和拉丝机。熔化室与均化澄清室、调温冷却室、通道、铂金漏板、拉丝机依次相连；在熔化室与均化澄清室之间设有流液孔；熔化室、均化澄清室、调温冷却室和通道内均设有钼电阻加热元件。本专利技术的电阻式电熔窑由于采用的是电阻式加热元件加热，没有燃料燃烧时产生的二氧化碳、氮氧化物、硫化物等有害气体，几乎没有有害气体排放；在相同产能下，与燃烧窑相比，投资约为使用天燃气燃烧窑的1/3-1/5，节省了投资；运行及维护成本低；与电极加热式电熔窑相比，由于采用钼电阻加热元件通电后对玻璃粉料直接加热，热效率高，具有比目前其它窑炉均匀得多的温度场，因此物料温度均匀。进一步的改进是：所述的钼电阻加热元件由钼或钼合金制成。由于钼电阻加热元件内温度场均匀，几乎不存在过热点，因而使物料温度均匀。更进一步的改进是：所述的钼合金是在钼里添加含量小于等于1％的镧、铼、钽形成的钼镧合金、钼铼合金、钼钽合金以及钼镧合金、钼铼合金、钼钽合金的氧化物。采用钼合金可使钼的再结晶温度提高至1600℃以上，更有利于对物料的加热。更进一步的改进是：所述的钼电阻加热元件为蛇形，功率为50～2000KW。钼或钼合金制成的大功率蛇形电阻通电后对玻璃粉料直接加热，热效率高。蛇形高温钼电阻加热元件的工作电压低，相邻的电阻之间的电位差仅5V，因此电流几乎全部从钼电阻加热元件中流走，玻璃液及耐火材料表面几乎不存在电流，因此调节功率和各层的温度十分方便。电阻式电熔窑的玻璃纤维生产工艺，是将钼电阻加热元件直接置于玻璃原料中，通电后将玻璃料熔化为1400℃～1500℃的玻璃液，经均化、澄清、调温至1200℃～1300℃，再送至通道加热保温，玻璃液经通道进入钼金漏板漏出后由拉丝机拉丝，制成玻璃纤维，具体工艺流程如下：(1)配料：将玻璃原料按所需要求配料；(2)布料：将配置好的玻璃原料加入熔化室后；再用加料机沿熔化室的顶部往复行走，边行走边布料，在窑炉的熔化室顶部形成200～300mm的玻璃粉料冷料层；(3)熔化：将钼或钼合金制成的钼电阻加热元件直接置于玻璃原料中加热，将玻璃原料熔化至1400℃～1500℃；(4)均化澄清：熔化后的玻璃液通过流液孔进入均化澄清室而上升，玻璃液在均化澄清室停留24～48小时，温度为1300℃～1400℃；(5)调温冷却：将均化澄清后的玻璃液温度调节至1200℃～1300℃；(6)通道加热：将调温冷却后的玻璃液在通道中加热保温，使玻璃液温度保持在1200℃～1300℃；(7)漏液：经通道加热保温后的玻璃液通过铂金漏板漏出；(8)拉丝：从铂金漏板流出的玻璃液，经丝根冷却，涂浸润剂，由拉丝机拉成玻璃纤维。本专利技术的玻璃纤维生产工艺采用耐高温熔化状态的玻璃液侵触的大功率钼电阻加热元件直接置于玻璃原料中加热，对玻璃原料垂直熔化，在同样的工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
电阻式电熔窑，其特征在于：包括加料车、熔化室、均化澄清室、调温冷却室、通道、铂金漏板和拉丝机；熔化室与均化澄清室、调温冷却室、通道、铂金漏板、拉丝机依次相连；在熔化室与均化澄清室之间设有流液孔；熔化室、均化澄清室、调温冷却室和通道内均设有钼电阻加热元件。

【技术特征摘要】
1.电阻式电熔窑，其特征在于：包括加料车、熔化室、均化澄清室、调温
冷却室、通道、铂金漏板和拉丝机；熔化室与均化澄清室、调温冷却室、通道、
铂金漏板、拉丝机依次相连；在熔化室与均化澄清室之间设有流液孔；熔化室、
均化澄清室、调温冷却室和通道内均设有钼电阻加热元件。
2.根据权利要求1所述的电阻式电熔窑，其特征在于：所述的钼电阻加热
元件由钼或钼合金制成。
3.根据权利要求2所述的电阻式电熔窑，其特征在于：所述的钼合金是在
钼里添加含量小于等于1％的镧、铼、钽形成的钼镧合金、钼铼合金、钼钽合金、
以及钼镧合金、钼铼合金、钼钽合金的氧化物。
4.根据权利要求1或2所述的电阻式电熔窑，其特征在于：所述的钼电阻
加热元件为蛇形，其功率为50～2000KW。
5.电阻式电熔窑的玻璃纤维生产工艺，包括：
(7)漏液：经通道加热保温后的玻璃液通过铂金...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐占一，
申请(专利权)人：唐占一，
类型：发明
国别省市：广东;44