[发明专利]电助熔电极装置

说明书

技术领域

本发明为一种具有冷却和绝缘结构的电极装置，属于玻璃生产池窑熔化领域。

背景技术

采用矿物燃料火焰熔化玻璃的同时，向玻璃液中直接引入电能产生“焦尔效应”，从而达到辅助加热玻璃液的目的，引入电能的设备称之为辅助电加热系统，简称电助熔系统。

虽然大多数安装电助熔系统是为了提高产量，但是也有许多安装该系统的窑炉是为了提高玻璃的质量，或部分地替代燃料以解决操作问题。电助熔系统能改善玻璃的质量，此点在运用低热值燃料燃烧(如煤气)的窑炉上尤为明显。安装了电助熔系统的熔窑都能在(市场)需求达到顶峰时相应增加产量，并能根据市场的特殊要求，保证窑炉运行并延长到任一冷修日(只要耐火材料能承受)。

电助熔系统中直接在玻璃池窑内部产生热量的组件是电极装置；采用一组或多组电极装置，从池窑的池壁或池底插入玻璃液中。

控制对流的电助熔系统为采用底插式电极装置系统，热点附近玻璃液内集中放热；通过在炉内产生受控的有效液流，改善火焰空间的传热，增加玻璃在炉内最小滞留时间，使熔体得到均化产生完全澄清的具有稳定的热递变的玻璃液。大型分布式电助熔系统为采用低插式电极装置系统，加热熔化区全部或大部分面积；解决了玻璃液深度(垂直)方向过大的温度梯度(热不均衡)，这种热不均衡在通常的不带有助熔系统的窑炉上会极大降低拉引量或影响玻璃质量。典型的例子是熔化高铁含量玻璃，如Fe2O3达0.6％到1.6％，目前这种玻璃广泛地应用于汽车行业。热态(在线)电助熔系统为采用侧插式电极装置系统，加热熔化区全部或大部分面积；是已投产熔窑提高产量、质量、延长窑炉寿命、替代矿物燃料降低成本的最佳选择。

传统的电极装置结构为水套冷却电极头，同时冷却部分池底(或池壁)结构，起到防止钼电极氧化与保护池底(或池壁)的作用；电极头与玻璃液和池底(或池壁)部分材料直接接触。

电极头与玻璃液形成的电阻组成导电回路，玻璃液是直接发热体，玻璃液的温度与电导率成正比。

众所周知，熔化玻璃过程中电极头附近的玻璃液温升最高，致使电极头附近的对流最强；又因钼是良好的导热材料，这就导致与电极头接触的池底或池壁材料温度升高；双重作用造成对耐火材料化学侵蚀和物理磨损加剧；尤其是导电性能良好的池底或池壁耐火材料，如氧化铬质，会因温度的升高电导率增大，急剧加速电极口材料的损毁。

发明内容

本发明电助熔电极装置目的在于克服传统电极对电极口材料的损毁，使电助熔电极装置能够直接应用在普通玻璃熔窑上。

本发明电助熔电极装置的技术特征是：绝缘套管(2)位于电极头(1)和冷却水管路(3)之间，冷却水管路(3)的顶端与电极头(1)的底端连接；冷却水管路(3)作为电极的电流输入引线，有进水管(5)供水、回水管(4)出水，电接线板(6)与其外部连接；绝缘套管(2)与玻璃液(8)和池底耐火材料(7)连接，或与玻璃液(8)和池壁耐火材料连接。

绝缘套管(2)长度为50～350mm，与池底耐火材料(7)或池壁耐火材料的连接长度大于20mm。

绝缘套管(2)的材质可选用石英玻璃、氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷或电熔锆刚玉耐火材料；也可选用上述材料的组合。

绝缘套管(2)直接避免了冷却水管路材料与玻璃液直接电导通的可能，也避免了电极头与池底(或池壁)耐火材料的直接连接。电流在玻璃液中的焦耳作用是该区域电能消耗和温度升高的原因，又因电流总是趋向电阻最小(玻璃液温度最高)的路径，靠近池底(或池壁)墙体附近的玻璃液温度总是低于中心位置，所以绝缘套管(2)的采用避免了池底(或池壁)的加速侵蚀，甚至低于通常池底的侵蚀速度，尤其是电助熔应用在导电性能良好的池底或池壁耐火材料上成为可能。

冷却水管路(3)的顶端与电极头(1)的底端连接，同时直接冷却电极头的根部，保证连接的高温强度；还对绝缘套管(2)和池底(或池壁)(7)进行冷却，这就降低了绝缘套管的选材难度，延长了池底(或池壁)的使用寿命。

使用该电极装置的另一特点是电极孔结构简单。

附图说明

图1是本发明电极装置的结构示意图

图2是电极装置与池底或池壁连接示意图

附图标记

1电极头，2绝缘套管，3冷却水管路，4出水口，5进水口，6接线板，7池底或池壁，8玻璃液

具体实施方式

如图2所示，电极头(1)的材质采用金属钼，形状为圆柱形，直径60mm，长度500mm，下端中心加工深度40mm、中径40mm的内螺纹；绝缘套管(2)为99氧化铝陶瓷管，外径55mm，壁厚3mm，长度为200mm。