第1章高硼硅玻璃33.PDF

第1 章 高硼硅玻璃3.3 —全玻璃真空管用毛坯管 邢作新（山东龙光天旭太阳能有限公司） 一、引言 全玻璃真空管用毛坯管又称高硼硅玻璃 3.3，是以氧化钠 （Na O ）、氧化硼 （B O ）、 2 2 3 二氧化 –6 硅 （SiO ）为基本成分的一种玻璃，因热膨胀系数为（3.3 ±0.1 ）×10 /K ，故也 2 称为“硼硅玻璃 3.3 ”。它是制造太阳能热水器的重要原材料，占真空管生产成本的一半 以上。 它是一种低膨胀率、耐高温、高强度、高硬度、高透光率和高化学稳定性的特殊玻 璃材料。因其优异的性能，被广泛应用于太阳能、化工、医药包装、压制器皿、电光源、 工艺饰品等行业，可制成灯具、餐具、标盘、望远镜片、洗衣机观察孔、微波炉盘、太 阳能热水器等多种产品。 它的良好性能已得到世界各界的广泛认可，特别是在太阳能领域应用更为广泛，多 个国家已进行了较为广泛的推广，该种玻璃在我国出现是基础材料工业的又一次新革命。 二、全玻璃真空管用毛坯管的生产发展历程 全玻璃真空管用毛坯管是利用高硼硅窑炉生产出来的，它的生产发展经历了四个关 键阶段。 1．火焰炉的应用 火焰炉是以天然气燃烧的火焰为热源的。火焰炉炉膛内的火焰通常与物料直接接 触，火焰直接给物料加热。炉子内壁既辐射热量，也部分地反射投射来的热量，在热交 换过程中起重要作用。 玻璃原材料由外向内逐渐熔化，顶部温度较高，容易造成氧化硼等气体挥发，挥发 率高达 25%～30%，除对环境造成一定的污染外，还造成了原材料的巨大浪费。 2 ．全电熔炉技术的应用和普及 全电熔炉技术是 20 世纪国际上发展起来的一种新技术，取代传统火焰炉，采用全 部电加热方式熔制玻璃产品。虽然玻璃在低温下几乎是绝缘体，但在高温熔融状态下的 玻璃却是一种良导体，在熔融的玻璃里插入电极，利用玻璃液自身的电阻发热，使电能 转化为热能，转换效率高达 90% 。 2 太阳能光热总论 因为全电熔炉采用的是电极加热，玻璃液从内部加热，顶部温度接近室温，气体挥 发率低于 3%，在保证玻璃液熔制质量的基础上，使原材料能得到充分的利用。 3．维罗平拉技术的推广和应用 毛坯管生产初期，行业均采用的是垂拉的方式。垂拉成型，火焰炉出料量小，成型 制造非常适合垂拉成型，垂拉型由供料机和垂拉机组成。垂拉机上部摆放一小车，小车 上分层按纵横两向在玻璃管两边各摆放石墨砖，用来调节玻璃的椭圆度，垂拉机主要通 过拉引量控制外径、壁厚、弯度等，电助窑炉的出现使垂拉成型出料量开始增大，垂拉 成型的缺点开始显现，所需成型人员多尤其突出。 随着窑炉熔化量的逐渐提高，迫使各公司找到新的方式来替代垂拉成型，这时维罗 生产线被引进中国。经过几年消化吸收，维罗生产技术成熟起来，并得到大量推广。维 罗生产线比垂拉生产工艺复杂，设备多，但生产用人少，设备维护方便，产品质量稳定， 有外径自动分拣系统。维罗线主要设备有搅拌机、供料机、真空跑道、冷却跑道、负压 风机、牵引机、三脚架降温冷却梳理机等组成，真空跑道、负压机、牵引机使用调整玻 璃管的椭圆外径。 4 ．大型全电熔窑炉的推广和应用 全电熔技术与维罗技术在共同发展中，逐步成熟，使全电熔炉制造的毛坯管单位能 耗达到新的低点。经过近几年发展，太阳能毛坯管行业经过一次次大的洗牌，把全电熔 技术应用与维罗生产技术完美结合使用。提高产品质量、提高窑炉熔化率、提高单线产 能、降低产品单耗、减低人工费用等方面，山东龙光天旭太阳能有限公司走在了全国前 前列，在行业创新领域中处于领先位置。 山东龙光天旭太阳能有限公司自行研发并投产，且正在运行的 21m2 高硼硅全电熔 炉，采用一炉两线维罗平拉生产技术，以品质高、节能、环保的优势受到业内好评，目 前单台窑炉日产量在 35t 以上，成品毛坯管单耗控制在 1210kW·h/t 以下，处于行业领先 水平。其生产的毛坯主要供应国内知名企业，部分产品直接运销国外（图 1