專利名稱：用于電助熔的電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型為一種具有冷卻和絕緣結(jié)構(gòu)的電極，屬于玻璃生產(chǎn)池窯熔化領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
采用礦物燃料火焰熔化玻璃的同時，向玻璃液中直接引入電能產(chǎn)生“焦?fàn)栃?yīng)”， 從而達(dá)到輔助加熱玻璃液的目的，引入電能的設(shè)備稱之為輔助電加熱系統(tǒng)，簡稱電助熔系統(tǒng)。雖然大多數(shù)安裝電助熔系統(tǒng)是為了提高產(chǎn)量，但是也有許多安裝該系統(tǒng)的窯爐是 為了提高玻璃的質(zhì)量，或部分地替代燃料以解決操作問題。電助熔系統(tǒng)能改善玻璃的質(zhì)量， 此點在運用低熱值燃料燃燒(如煤氣)的窯爐上尤為明顯。安裝了電助熔系統(tǒng)的熔窯都能 在(市場)需求達(dá)到頂峰時相應(yīng)增加產(chǎn)量，并能根據(jù)市場的特殊要求，保證窯爐運行并延長 到任一冷修日(只要耐火材料能承受)。電助熔系統(tǒng)中直接在玻璃池窯內(nèi)部產(chǎn)生熱量的組件是電極；采用一組或多組電 極，從池窯的池壁或池底插入玻璃液中?？刂茖α鞯碾娭巯到y(tǒng)為采用底插式電極系統(tǒng)，熱點附近玻璃液內(nèi)集中放熱；通 過在爐內(nèi)產(chǎn)生受控的有效液流，改善火焰空間的傳熱，增加玻璃在爐內(nèi)最小滯留時間，使熔 體得到均化產(chǎn)生完全澄清的具有穩(wěn)定的熱遞變的玻璃液。大型分布式電助熔系統(tǒng)為采用低 插式電極系統(tǒng)，加熱熔化區(qū)全部或大部分面積；解決了玻璃液深度(垂直)方向過大的溫度 梯度(熱不均衡)，這種熱不均衡在通常的不帶有助熔系統(tǒng)的窯爐上會極大降低拉引量或 影響玻璃質(zhì)量。典型的例子是熔化高鐵含量玻璃，如Fe203達(dá)0.6%到1.6%，目前這種玻 璃廣泛地應(yīng)用于汽車行業(yè)。熱態(tài)(在線)電助熔系統(tǒng)為采用側(cè)插式電極系統(tǒng)，加熱熔化區(qū) 全部或大部分面積；是已投產(chǎn)熔窯提高產(chǎn)量、質(zhì)量、延長窯爐壽命、替代礦物燃料降低成本 的最佳選擇。傳統(tǒng)的電極結(jié)構(gòu)為水套冷卻電極頭，同時冷卻部分池底(或池壁)結(jié)構(gòu)，起到防止 鉬電極氧化與保護(hù)池底(或池壁)的作用；電極頭與玻璃液和池底(或池壁)部分材料直 接接觸。電極頭與玻璃液形成的電阻組成導(dǎo)電回路，玻璃液是直接發(fā)熱體，玻璃液的溫度 與電導(dǎo)率成正比。眾所周知，熔化玻璃過程中電極頭附近的玻璃液溫升最高，致使電極頭附近的對 流最強(qiáng)；又因鉬是良好的導(dǎo)熱材料，這就導(dǎo)致與電極頭接觸的池底或池壁材料溫度升高； 雙重作用造成對耐火材料化學(xué)侵蝕和物理磨損加劇；尤其是導(dǎo)電性能良好的池底或池壁耐 火材料，如氧化鉻質(zhì)，會因溫度的升高電導(dǎo)率增大，急劇加速電極口材料的損毀。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型用于電助熔的電極目的在于克服傳統(tǒng)電極對電極口材料的損毀，使 電助熔電極能夠直接應(yīng)用在普通玻璃熔窯上。[0010]本實用新型用于電助熔的電極的技術(shù)特征是絕緣套管(2)位于電極頭⑴和冷 卻水管路⑶之間，冷卻水管路⑶的頂端與電極頭⑴的底端連接；冷卻水管路⑶作為 電極的電流輸入引線，有進(jìn)水管(5)供水、回水管⑷出水，電接線板(6)與其外部連接；絕 緣套管(2)與玻璃液(8)和池底耐火材料(7)連接，或與玻璃液(8)和池壁耐火材料連接。絕緣套管(2)長度為50 350mm，與池底耐火材料(7)或池壁耐火材料的連接長 度大于20mm。絕緣套管(2)的材質(zhì)可選用石英玻璃、氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷或電熔鋯剛玉耐 火材料；也可選用上述材料的組合。絕緣套管(2)直接避免了冷卻水管路材料與玻璃液直接電導(dǎo)通的可能，也避免了 電極頭與池底(或池壁)耐火材料的直接連接。電流在玻璃液中的焦耳作用是該區(qū)域電能 消耗和溫度升高的原因，又因電流總是趨向電阻最小(玻璃液溫度最高)的路徑，靠近池底 (或池壁)墻體附近的玻璃液溫度總是低于中心位置，所以絕緣套管⑵的采用避免了池底 (或池壁)的加速侵蝕，甚至低于通常池底的侵蝕速度，尤其是電助熔應(yīng)用在導(dǎo)電性能良好 的池底或池壁耐火材料上成為可能。冷卻水管路(3)的頂端與電極頭⑴的底端連接，同時直接冷卻電極頭的根部，保 證連接的高溫強(qiáng)度；還對絕緣套管(2)和池底(或池壁)(7)進(jìn)行冷卻，這就降低了絕緣套 管的選材難度，延長了池底(或池壁)的使用壽命。使用該電極的另一特點是電極孔結(jié)構(gòu)簡單。

圖1是本實用新型電極裝置的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是電極裝置與池底或池壁連接示意圖附圖標(biāo)記1電極頭，2絕緣套管，3冷卻水管路，4出水口，5進(jìn)水口，6接線板，7池底或池壁， 8玻璃液
具體實施方式
如圖2所示，電極頭(1)的材質(zhì)采用金屬鉬，形狀為圓柱形，直徑60mm，長度 500mm，下端中心加工深度40mm、中徑40mm的內(nèi)螺紋；絕緣套管(2)為99氧化鋁陶瓷管，外 徑55mm，壁厚3mm，長度為200mm。冷卻水管路(3)的材質(zhì)為耐熱不銹鋼，上部長40mm，為中徑40mm的外螺紋；中部 外徑47mm，長200mm;下部外徑60mm，長1500mm，有進(jìn)水管(5)供水，回水管(4)出水，所用 水采用軟化循環(huán)水，控制水溫不高于60°C。電接線板(6)材質(zhì)為Tl電解銅，焊接在冷卻水 管路(3)下部的外徑上，電源電纜連接在接線板上。冷卻水管路(3)上部穿過氧化鋁陶瓷管，與電極頭(1)螺紋連接，組成用于電助熔 的電極。上述電極通過池底(7)插入玻璃液(8)中，池底(7)由300mm粘土磚、25mm鋯質(zhì)搗 打?qū)雍?5mm電熔氧化法無縮孔33#AZS鋪面磚組成；電極的位置固定在絕緣套管(2)深入 玻璃液中150mm，與池底(7)的連接長度為50mm。玻璃液的深度為1150mm，電極的頂點距玻
4璃液面500mm。 玻璃液組成為鈉鈣硅酸鹽平板玻璃成分，熔化溫度為1400 1460°C。供電為三相 交流轉(zhuǎn)單相電源，間距2000mm的兩只電極組成的電極對提供100 180KW的加熱功率，且 電極孔周圍粘土磚溫度有所降低。
權(quán)利要求一種用于電助熔的電極，其特征在于絕緣套管(2)位于電極頭(1)和冷卻水管路(3)之間，冷卻水管路(3)的頂端與電極頭(1)的底端連接；冷卻水管路(3)作為電極的電流輸入引線，有進(jìn)水管(5)供水、回水管(4)出水，電接線板(6)與其外部連接；絕緣套管(2)與玻璃液(8)和池底耐火材料(7)連接，或與玻璃液(8)和池壁耐火材料連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其特征在于所述的絕緣套管(2)長度為50 350mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其特征在于所述的絕緣套管(2)與池底耐火材料(7) 或池壁耐火材料的連接長度大于20mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其特征在于所述的絕緣套管(2)的材質(zhì)選用石英玻 璃、氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷或電熔鋯剛玉耐火材料；或選用上述材料的組合。
專利摘要一種具有冷卻和絕緣結(jié)構(gòu)的電極，屬于玻璃生產(chǎn)池窯熔化領(lǐng)域。該電極由電極頭(1)、絕緣套管(2)和冷卻水管路(3)組成，冷卻水管路(3)同時作為電極的引線；該電極插入玻璃液中的特定位置，絕緣套管(2)在內(nèi)部冷卻的前提下與玻璃液和池底(或池壁)連接，在電極頭(1)周圍高溫、強(qiáng)對流的情況下，對電極插入孔周圍的池底(或池壁)耐火材料起保護(hù)作用。
文檔編號C03B5/02GK201665609SQ20102011218
公開日2010年12月8日 申請日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月11日
發(fā)明者劉向前, 張小良, 柴玉華, 王偉, 肖凱生, 胡玉良, 董彥敏 申請人:秦皇島凱維科技有限公司;北京凱維泰克工程技術(shù)有限公司