日用玻璃陶瓷是以Na2O、Al2O3、SiO2、B2O3、F为主要成分,高温熔制成熔体后冷却时析出NaF、BaF2等晶体形成的一种玻璃质材料,因具有与传统日用陶瓷类似的使用性质被广泛用作餐具。日用玻璃陶瓷一般采用全电熔窑生产。全电熔窑具有污染少、占地面积小、建设投资低、易于集中化控制等诸多优点,是生产过程中最重要的热工设备。目前日用玻璃陶瓷规模生产的全电熔窑一般产能都在30吨/天以上。大产能的窑炉具有更高的生产效率、更低的能耗以及管理成本,但也带来了生产稳定性难以控制、生产实验产生大量废品导致实验成本高昂等问题。得益于计算机技术的发展,利用有限元法先对全电熔窑进行数值模拟,再进行实验验证是一种高效合理、经济可行的方法。本文采用多物理场仿真软件,以国内某日产量30吨的日用玻璃陶瓷电熔窑为研究对象,通过对实际情况的合理简化,根据实验测得数据建立了包含配合料层、钼电极和熔融玻璃液为计算区域的三维数学模型,分析了玻璃液电场、温度场分布特征及流动规律,研究了钼电极的位置、配合料层厚度对全电熔窑内玻璃液电场、温度场、流场的影响,同时,探讨了壁面换热系数、电压大小对于流液洞区域玻璃液均匀性的影响。获得的主要结论如下:1.求解的温度结果与测温点的实际温度的平均相对误差为4.82%,温度分布及变化趋势与实际情况基本一致;全电熔窑中位于钼电极顶端的玻璃液的电流密度最大;在全电熔窑的竖直方向存在一个趋势明显的内环流,在钼电极附近与壁面之间还有一些相对较小的外环流。2.钼电极与壁面距离过小,会降低玻璃液的熔化效率,钼电极与壁面距离过大,会降低窑炉的使用寿命。当钼电极距离壁面为0.4 m时,电流密度分布合理,绝大部分玻璃液的温度在1300～1400℃,玻璃液流动状况稳定,有利于日用玻璃陶瓷生产。3.配合料层厚度太小,会产生高温和高电流密度,对钼电极和窑炉壁面产生不可逆的损害,配合料厚度太大,玻璃液温度太低,不符合熔制的要求。当配合料层厚度为0.3m时,电极附近的电流密度在0.73～0.8 A/cm~2,玻璃液温度分布合理,玻璃液流动稳定有序。4.壁面换热系数和电压大小会影响玻璃液的温度均匀性。壁面换热系数越小,电压越大,流液洞中的玻璃液标准差越小,玻璃液的均匀性越好。