專利名稱：用于電助熔的電極的制作方法
技術領域：
本實用新型為一種具有冷卻和絕緣結構的電極，屬于玻璃生產池窯熔化領域。
背景技術：
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生“焦爾效應”， 從而達到輔助加熱玻璃液的目的，引入電能的設備稱之為輔助電加熱系統，簡稱電助熔系統。雖然大多數安裝電助熔系統是為了提高產量，但是也有許多安裝該系統的窯爐是 為了提高玻璃的質量，或部分地替代燃料以解決操作問題。電助熔系統能改善玻璃的質量， 此點在運用低熱值燃料燃燒(如煤氣)的窯爐上尤為明顯。安裝了電助熔系統的熔窯都能 在(市場)需求達到頂峰時相應增加產量，并能根據市場的特殊要求，保證窯爐運行并延長 到任一冷修日(只要耐火材料能承受)。電助熔系統中直接在玻璃池窯內部產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。控制對流的電助熔系統為采用底插式電極系統，熱點附近玻璃液內集中放熱；通 過在爐內產生受控的有效液流，改善火焰空間的傳熱，增加玻璃在爐內最小滯留時間，使熔 體得到均化產生完全澄清的具有穩定的熱遞變的玻璃液。大型分布式電助熔系統為采用低 插式電極系統，加熱熔化區全部或大部分面積；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的窯爐上會極大降低拉引量或 影響玻璃質量。典型的例子是熔化高鐵含量玻璃，如Fe203達0.6%到1.6%，目前這種玻 璃廣泛地應用于汽車行業。熱態(在線)電助熔系統為采用側插式電極系統，加熱熔化區 全部或大部分面積；是已投產熔窯提高產量、質量、延長窯爐壽命、替代礦物燃料降低成本 的最佳選擇。傳統的電極結構為水套冷卻電極頭，同時冷卻部分池底(或池壁)結構，起到防止 鉬電極氧化與保護池底(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電回路，玻璃液是直接發熱體，玻璃液的溫度 與電導率成正比。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；又因鉬是良好的導熱材料，這就導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侵蝕和物理磨損加劇；尤其是導電性能良好的池底或池壁耐 火材料，如氧化鉻質，會因溫度的升高電導率增大，急劇加速電極口材料的損毀。
發明內容本實用新型用于電助熔的電極目的在于克服傳統電極對電極口材料的損毀，使 電助熔電極能夠直接應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，尤其是電助熔應用在導電性能良好 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 證連接的高溫強度；還對絕緣套管(2)和池底(或池壁)(7)進行冷卻，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構簡單。
圖1是本實用新型電極裝置的結構示意圖圖2是電極裝置與池底或池壁連接示意圖附圖標記1電極頭，2絕緣套管，3冷卻水管路，4出水口，5進水口，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，有進水管(5)供水，回水管(4)出水，所用 水采用軟化循環水，控制水溫不高于60°C。電接線板(6)材質為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鋯質搗 打層和75mm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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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構的電極，屬于玻璃生產池窯熔化領域。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 優先權日2010年2月11日
發明者劉向前, 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有限公司