坩埚式电热玻璃熔炉特征及使用经验

一、前言：

1．本人93年毕业于上海交通大学材料科学系金属材料与热处理专业，毕业后一直致力于高温电炉的开发与完善

---即本人非玻璃行业内人士，做炉在行，煮玻璃---只管与炉有关的---

2．在使用过程中，碳棒和钼棒会不断消耗。每天要计入60~100元的损耗。

3．本炉完全可用于熔制膨胀系数在42及以下的高硼硅的玻璃料。

u 当膨胀系数在42以上时，完全可以做到每天一个周期。

u 当膨胀系数小于40时，高温熔制时间会加长，甚至到48小时或以上。

u 熔制高硼硅料时，采用950磅熔炉配用650磅坩埚的方式，则坩埚寿命会适当延长。

4．如果采用本炉熔制含高铅的水晶料，则要慎重考虑。

    一说是：因高铅料的高温澄清时间太长，听说还会在坩埚壁上钻洞而破坛，造成坩埚寿命短且无法预料，如果每次都破坛漏料，每次都损害炉底和发热棒而要维修更换，造成的损失就很大，这炉就不好用了（用不起！）。

二说是：因高铅料在高温下易侵蚀坩埚壁，造成污染而影响料的质量，坩埚在三五天内就失效，而要求更换。而频繁地更换坩埚，会造成使用成本的增加，这就要求用户慎重考虑本炉的适用性。

不过在环保玉料或环保水晶料方面倒应用得不错。广东潮州一间韩资厂采用本厂产品专门生产不同颜色的水钻，效果很好。

二、用电量声明：

经多年的经验总结：在计量本厂熔炉用电量时，在机械电度表、电子电度表及供电局专用电表三者之间，存在较大的差别------如不做处理，电子电度表走度是机械电度表的1.3倍，供电局专用电度表走度是机械电度表的1.4倍。

本厂是采用机械电度表计量用电量。

本厂的设备在条件充许时，都装有专用装置，以尽量消除各种电度表之间的差别，当前能达到的是：供电局专用电度表走度是本厂配套的机械电度表的1.12～1.15倍。

三、特征：

1． 工作温度可高达1480℃，通过实际检验，这已是坩埚所能承受的最高温度。
   在某厂作开发时，有种料需要在1460℃下澄清10个小时以上（从化平料开始计时），结果800磅坩埚在第六天就软得塌下去了。
   煮高硼硅料也在~1450℃，但因其澄清时间短，650磅坩埚使用时间还能撑上小半个月。

2． 煮普通明料时，650磅炉的电费约680度电/炉/天。
    煮料耗电量约400度电、开坛澄清约50度电、开工8小时约230度电。
    不管是开坛澄清还是开工挑料，都不能把风扇对着炉口吹，否则耗电量会急剧上升。
     950磅炉的电费约930度电/炉/天。

3． 650磅炉膛采用6根硅钼棒，炉底采用1根硅碳棒。
950磅炉膛采用8根硅钼棒，炉底采用1根硅碳棒。

Ø 650磅炉底可以不用硅碳棒，一样可把料煮好。
950磅炉底则一定要用硅碳棒，才能把料煮好。

Ø 炉底不能用硅钼棒，因硅钼棒在高温下是软的；

Ø 硅碳棒耐温低（棒体表面最高1530℃）、老化快，属消耗品。

Ø 每次换坩埚，都要详细检查炉底的硅碳棒，以确保其完好，并能继续使用到本次坩埚的寿命期内。

Ø 因高温下在炉底难于更换，如果坩埚未破而碳棒坏了，一般很难更换。

4． 坩埚可冷换，也可热换。
   只有炉内干净无污染，且铺底的砂未结块时，才可热换。
   装入坩埚时，炉底要铺一层粗砂，以备万一漏料时，起隔离作用。

5． 一旦坩埚在炉内破裂漏料，就一定要把炉膛内的玻璃渣清干净。
   如难于清理，则要把炉膛底部的一层砖一起清除，再重新铺过。
   这样做成本很高，所以建议千万别破坛漏料。

三、经验：

1． 用户在新购这种电炉时，一般要以过3~5个月的适用期，才能很好掌握其特性，并达到最佳使用效果。

其顺序是：熟悉→试煮各种料→解决破坛及延长坩埚寿命→减少发热棒损耗→尽量降低用电量。

2． 本炉与火炉的最大区别，一是有发热棒、二是保温层特别厚。

Ø 坩埚周围布满发热棒，且发热棒的价格不低（碳棒350元、钼棒650），一旦损坏，就要花钱。

² 火炉只是个喷油嘴，且油嘴处为低温，不易损坏，即使坏了，也好修。

Ø 因电能为低密度能源，一旦其保温效果出现问题，炉温就无法达到工作目的，所以其保温层特厚。

Ø 相应地，坩埚一旦在炉膛内破裂，并把玻璃渣流入到炉膛内，就难于穿透厚厚的保温层，使其全部流出到炉体外。

Ø 同时，因玻璃的密度大于保温砖密度，在高温下，玻璃象水一样，见缝就钻，长时间后，几乎穿透所有保温层，使保温层完全失效。

Ø 另外，煮玻璃时蒸发出的白烟，属低熔点碱性化合物，会严重腐蚀并损坏发热棒和炉砖（温度越高越严重）。

Ø 所以一旦坩埚在炉内破裂漏料，就要求砌底清理干净。

Ø 清理炉内玻璃时，肯定大动干戈：电风镐、电锤、钢凿、大锤、铁铲等轮着上，势必损坏炉内用作保护的砖层，清理完后，这些保护层当然要重新装上，这些材料花费也不少。

² 火炉采用重质砖砌筑，其密度大于玻璃，坩埚破裂后玻璃渣直接从火口流出，流动时不易渗入砖墙内，只会腐蚀砖的表面。

² 火炉一般一年大修一次，即地面上的砖层，每年要更换一次。在大修时，就解决了炉内玻璃渣引起的损害。（有些厂两到三年才大修一次，其实砖层老化后，用得越久，其单位能耗越大，经验是：一年修一次最节能。）

Ø 电炉不可能象火炉一样，其寿命怎么都得有3、5年或10年、8年。（新三年、旧三年、修修补补又三年）

3． 刚开始使用本电炉时，一般用户会保持原有火炉习惯：炉口敞开、加料随意、风扇对着吹，等等。所以在前二、三个月，煮料耗电量大、发热棒损耗大、炉门砖损毁大、破坩埚更换炉内保护层的花费大。只有逐步解决完善上述问题，才能使本电炉达到最佳使用状态。

4． 上述问题的应对办法：

Ø 煮料耗电量大：把用电量分为三段---煮料阶段、开坛降温阶段、挑料阶段，并详细记录这三个阶段每天的耗电量，通过数据比对，找到最节能的方法。

煮 料 时 ：加料动作快、保温好、无漏热点、无进风点

开坛降温时：不能用鼓风机吹，尽量减少坩埚口散热面积

挑 料 时 ：风扇不能对着炉口吹，尽量减少坩埚口散热面积

Ø 发热棒损耗大：对每次损坏的发热棒进行记录分析，是人为的，还是受腐蚀引起的。

人 为 的 ：一是取放不小心，二是安装方法不当，这完全可解决。

操作 不当：急着换坩埚，在炉内仍是高温时，就直接打开炉门冷却，引起发热棒急冷而开裂。

受腐蚀引起：分清是受耐火材料腐蚀，还是受玻璃烟雾腐蚀，要追踪找到根源，并逐步解决，这要花较长时间。

清理玻璃渣：坩埚多次漏料而未正确处理，在炉膛底部积累大量玻璃渣，在清理玻璃渣时，炉膛结构震动过大，导至发热棒开裂。

Ø 炉门砖损毁大：完全是由加料时引起的。加料时料粉洒出到坩埚口外，在关门煮料时，这些洒出的料粉熔化，并流到炉门砖上，从而腐蚀炉门砖。

如果每次都要更换炉门砖，这是一笔不小的花费。

Ø 破坩埚更换炉内保护层：为防止坩埚破裂漏料，本炉的炉膛底部及周边墙壁，均装有保护层，但如果所漏入炉膛内的玻璃渣量太大，要完全清理同样会损坏这些保护层。损坏后一定要装回去，否则下次再发生破坛漏料时，就束手无策了。

5． 在使用前期的三个月中，用户会被上述问题困扰，总觉得电炉的使用成本很大，难于接受：每天电费七八百度、换一次坩埚断三四根发热棒、因坩埚破了又要换几十块很贵的砖

6． 一般的经验是：

Ø 每天耗电量680度电/650磅以内（930度电/950磅）。

Ø 每一次换坩埚，钼棒的损耗量平均应少于一支。

Ø 炉底碳棒每次要更换，否则误事、且耗电，更不合算。（旧棒可重复使用，但每次一定要经过装拆过程，因经常出现一碰就坏的情况。）

Ø 只要不在炉内破坩埚，炉内砖不会坏。
提早几天换坛，从成本角度更合算：
   不破坛，只要停两天出料，如果破坛，就要清理，起码停三天出料。
   不破坛，第二天更换好坩埚，炉砖内还处于高温，节省了起码400度电。
   如果破坛，坛内的料及煮料的电都白费了。
   如果破坛，炉温要降到很低，工人才能进行清理，重新升温又要多花电费。
   如果破坛，总要更换一些砖，这些砖费钱。

Ø 加料时料粉不要洒出来，炉门砖也不会坏。这点办起来很难，要大家诚心诚意的合作，才能逐步矫正。

7． 不论如何，本电炉最适合高附加值的玻璃制品，以及不定时开炉和停炉、经常改变料种、少而精的产品、讲究环保的地方。
    如果与其它炉比拼高产量或低成本，则本炉并无优势。

四、补充：用本炉熔制奶白料

1． 现已有不少用户采用本炉熔制奶白料，以配合电熔池炉的生产。

2． 在熔制奶白料时，其料中所含的氟硅酸钠，是一种强腐蚀物质，一旦进入炉内，即使是很少量，也会对发热棒造成严重腐蚀。

3． 氟硅酸钠在熔制过程中极不稳定，很容易挥发出来，即使料煮好后也还不断挥发。

4． 氟硅酸钠进入炉膛的方式：

一是破坛漏料清理不干净，在换坛后重新熔料时从炉膛内玻璃渣中挥发出来。

二是加料时从坩埚口周边缝隙渗进去，这种情况要求每天清理并填补坩埚口。

5． 解决办法：尽早提前更换坩埚！高腐蚀性奶白料用8~10天就更换，环保型的10~12天就更换。

多煮一天，只省了百来元的坩埚钱，但损失的却是大钱！

五、补充：坩埚热换

这二三年来，很多用户以火炉热换坩埚的形式，来用于我那电坩埚炉更换坩埚。

其好处是，整个炉膛及加热棒，不用经历一冷一热的过程，减少热胀冷缩对炉体和发热棒的损害。特别是对硅钼棒的损耗，有极其明显的降低。

东莞市通科电炉公司：李润如

二0二0年十月十九日