按电熔窑顶部的温度可以分为热顶电熔窑、半冷顶电熔窑和冷顶电熔窑。按熔化玻璃品种可以分为含有高挥发性组分的玻璃电熔窑(如绷硅玻璃、氟化物玻璃、铅玻璃、磷酸盐玻璃等)和深若色玻璃的电熔窑。按日产量可以分为小型熔窑、中型熔窑和大型熔窑。按液流方向可以分为水平式、垂直式。按横截面形状可以分为矩形、方形、三角形、六边形、圆形。
1,热顶电熔窑
热顶炉在顶部装有一个平焰燃烧器,产量可有较大幅度的波动,不必维持一个完全的配合料覆盖层。一般来说,在使用燃料加热的窑炉中,兼用电加热措施.不仅可以使窑炉变小,而且同时可以降低窑顶温度,从而可以生产出缺陷较少的玻璃制品,使池窑作业所必需的热量分别来自燃料和电能(宜接通电),而且各占1/2左右,为燃料与电热混合窑(mixedmelter).
从配合料下部用电加热以完成大约一半的熔化,从上方用燃料加热以完成另一半的熔化。这样可以获得像全电熔玻堈那样的优质玻璃.因为燃料加热的费用一般低于电加热的费用,与全电熔相比的主要好处是降低了每吨玻璃的能耗费用。目前在这种熔窑的设计上已出现一种新概念:在配合料上方的火焰空间保持适中的温度℃左右)。混合加热熔窑设计的标准熔化率为4t/(m2d)。
2,半冷顶电熔窑
如图5-1所示、这种电熔窑全部使用电能橾作,配置一台位置固定的定位式加料机,出料量的变化使料层在熔化池内的覆盖率发生变化。这种类型的熔化池既可做成对称型的。亦可做成非对称性的。
冷顶电熔窑3,冷顶电熔窑
通常所讲的电熔窑都是指冷顶电熔窑。如团5-2所示的冷顶电熔玻璃窑为全电能运行,在整个熔化池的表面有着连续分布的均匀的配合料覆盖层。全电熔窑采用“冷顶”式垂直熔制工艺。整个熔化池玻璃液表面覆盖着配合料层,阻挡了熔体向窑顶热辐射,使窑炉上部空间温度降到℃以下。同时配合料中大部分挥发性成分在覆盖层中冷凝回流至玻璃,而熔制过程中放出的CO2等气体很容易穿过覆盖层进入空间。配合料层下玻璃熔体慢慢地往下流入电极区。玻璃在此区内完全熔化后,开始澄清,再流向熔化池下部,完成澄清均化过程。熔制好的玻璃经流液洞、上升道和供料道进入工作池。
4,熔化含有高挥发性组分的玻璃电熔窑
对于熔制氛玻璃、磷酸盐玻璃、绷硅酸盐玻璃、铅玻璃以及类似的玻璃,最好的方法就是全电熔。采用全电熔时,热量是在配合料层下面放出的。各配合料组分产生的蒸汽通过配合料向上散逸,但会凝聚在冷的配合料中,因此通过流液淌的玻璃能保持成分稳定,与投入熔窑的配合料相一致,能够精确地控制玻璃的成分。图5-3说明了这一关系。此图是一座全电熔窑的截面图,玻璃液的流动是垂直向下的热流是垂直向上的,电熔窑中的全部玻璃基本上都经历相同的热历史,而采用常规燃料加热熔化的玻璃则并非如此。玻璃液和配合料之间的界面称熔融碳酸钠层,具有颇为重要的意义。图5-4是该层的放大垂直截面。在该层中,液态玻璃形成过程已经结束,澄清过程也已大体完成,玻璃的颜色已通过有关着色组分的氧化还原状态而确立。四周液态基体中的剩余砂粒已在熔融碳酸钠层下面的玻璃液中最后溶解完毕。
全电熔窑的截面图5,熔化深色玻璃的电熔窑
采用常规方法熔化有色玻璃时出现热透过性差的问题。如果采用电熔就能大大改善。电热能是在玻璃体内释放的,又可使电流相当均匀地通过所有玻璃,所以只会出现很小的温差。例如,在1.2m深的电熔池窑中熔化高铁含量的唬珀色玻璃时,靠近池底的玻璃的温度只比靠近表面的玻璃低25℃。氧化铁含量高达12%的玻璃和氧化铭含量达1.3%的玻璃都易于熔化。