熔融石英行业发展概况
熔融石英又称石英玻璃,是以天然石英,包括硅石、水晶为原料,经高温熔融而制得的一种过冷液体[1],我国的石英玻璃产业随着我国国防科技和军事工业的发展而快速发展,石英玻璃的产量和质量得到很大提高。我国石英玻璃行业引进国外先进技术与技术创新并举,产品品种和产量快速增加,但與国外先进技术水平相比,在石英玻璃的高纯度、熔制设备和节能控制方面还有较大差距。
熔融石英的制造工艺特殊,与一般玻璃制品不同。生产熔融石英有两大难点:一是熔化温度高、黏度大,气泡很难排除;二是熔融石英要获得优良性能必须提高纯度,杂质总量小于万分之一。
江苏省东海县的石英原料储量大,纯度高,是中国的硅材料产业基地。东海县作为我国的熔融石英原料生产基地,年产优质熔融石英原料20万余吨,国内市场占有率达80%以上。目前,东海县熔融石英原料生产企业普遍采用的生产工艺为:将精选的优质硅石原料(SiO2含量>99%),如脉石英等破碎成小颗粒,在石墨棒加热炉(用优质钢板卷制成一定容积的圆柱形炉体)内熔融,直接冷却后破碎、分级成块状。在熔融石英熔制设备方面,我国大部分企业仍在沿用单碳棒电阻加热的初级生产设备,在控制上仍是恒功率加热,熔制过程中的能耗较高。
熔融石英行业是一个高能耗产业[2],对电能需求大,能源消耗占熔融石英生产成本的50%以上。2009年东海县工业用电量69789万千瓦时,2010年1月至4月全县工业用电量26833万千瓦时。以熔融石英产业为例,全县50余家熔融石英企业石英熔炼炉350余台,装机容量97040kVA。电力能源供需矛盾日益加剧,熔融石英生产企业的生产成本不断增加,导致利润空间减少,行业发展受阻。提高产品品质,降低能耗,成为提高企业经济效益的重要途径。
SiO2熔融温度高,容易与其他物质反应生成硅酸盐,因此选择保温效果好且不与熔融石英反应和选择设计研究不影响熔融石英质量的耐火材料是主要技术难题。目前,我国熔融石英生产所采用的保温方式主要是自保温,即用部分不熔融的石英保温、隔热,以避免耐火材料污染....
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