電加熱元件
電熔窯爐使用最多的電加熱元件是金屬鉬電極,金屬鉬電極在使用中需要保護以免被氧
化,當暴露在空氣中,溫度超過700C時會迅速被氧化,生成 Mo03,這種氧化物對金屬沒有任何保護作用,導致金屬重量迅速減輕。
電極還有脆性, 隨著溫度升高,其強度會明
顯降低,還會由于玻璃液對鉬電極的腐蝕造
成鉬電極表層剝落而損耗。
對于鉬電極電熔窯,在烤窯升溫過程中,
爐內宜保持還原氣氛,為了防止鉬電極被過
早氧化,在升到一定的溫度后才能將鉬電極
插人爐內。 對窯爐底部的電極, 升溫前常用
碎玻璃將其覆蓋,也可以在電極表面涂一層
抗氧化涂層。 鉬電極的冷卻水系統必須在升
溫前安裝調試好,升溫后可提前走水,通過
水冷,降低鉬電極的溫度, 防止鉬電極被氧
化。 使用鉬電極,其最大允許電流密度為2~
3A/cm2,為了減少侵蝕,建議不超過2A/cm2。當加熱電極發生損壞的時候,可以通過將
其向玻璃熔體中插人得更深來加以調節和改善,或者在生產過程中將整個加熱電極進行更
換。 鉬電極主要適用于具有還原性的玻璃液加熱,玻璃中對電極有危害性的成分有鉛,砷,
銻,一定條件下還含有SO,上述金屬的電勢均高于鉬,即使在無電流的情況下,這些金
屬的氧化物也會還原成金屬。氧化鉛含量為1%時,鉬電極會發生明顯侵蝕,特別在熔化顏
色玻璃時,作為著色劑的離子氧化物大多會與鉬電極產生作用,使其在長度上明顯縮短或者
變細,日池窯內熔化顏色玻璃后鉬電極被侵蝕的情況如圖3-27所示。 如果是含銻的鈉鈣玻
璃,則在電極表面上析出小滴金屬銻和鈣鉬酸鹽晶體,如圖3-28所示。 另外,金屬鉬電極
也具有很大的表面積,這可以在最大程度上降低電極的本身溫度。
對于鉛玻璃之類的氧化性玻璃的熔制因鉛能置換出金屬鉬而改用氧化錫電極作為加熱元
件。氧化錫是一種具有氧化作用的氧化物陶瓷材料,氧化錫電極的加工很困難,目前僅能生
產塊狀或粗棒狀的電極。 實際使用時,侵蝕后的電極不能像氧化鉬電極一樣通過簡單的推人
就可以。 二氧化錫材料適用的熔化溫度很低,不得超過1350C,超過這一溫度時腐蝕率大
大提高,有效電極表面的電流密度負載不超過0.5~0.7A/cm2。如果電流中斷時間較長時
間(>30min),電極只可緩慢地重新承載,否則溫度就會迅速升高,致使電極磚開裂.氧
化錫電極相對較脆,使用壽命較短,并且價格較高。 對于普通鈉鈣玻璃來說,熔化溫度較鉛
玻璃高,使用普通的二氧化錫電極容易被侵蝕。 對氧化錫的電極電熔窯而言,情況有所不
同,氧化錫電極是由 Sn02粉末與多種添加物燒結
而成的,它的優點是不會被氧化 導電性好 抗玻
璃液侵蝕性好 耐火度高等。 在熔制含鉛玻璃時被
用作電極,可與耐火材料一起砌成爐體。 它的缺點
是耐熱沖擊性能較差,易揮發和還原。 在烤窯升溫
時,爐內宜保持氧化氣氛,必要時測試爐內氣體的
含氧量,過氧量保持在4%以上。升溫過程中要嚴
格按照事先制訂的計劃升溫,溫度切忌忽高忽低,
以免對氧化錫電極造成影響。 鉛玻璃窯內錫電極底
插排布如圖 3-29所示。
為了保持取料時玻璃液的溫度,除玻璃液內部有鉬電極加熱外,還布置有空間加熱元件
硅碳棒或者硅鉬棒。 硅碳棒在使用過程中會快速衰減,為使每根硅碳棒都處于正常理想的工
作狀態,安裝前應對整批測定其電阻。使用過程中為檢驗每根硅碳棒是否良好工作,采用通
電實驗,可用鉗形表逐一測定電流,同一區域在相等電壓下要求電流相近,偏差不超出
10%。如果個別電流太大,說明阻值太小,如果個別電流太小,說明不是阻值太大,就是接
觸不良;表面負荷一般控制在6~8W/cm2;變壓器電壓調整范圍為(0.7~2.5)V (V指硅
碳棒初始使用電壓);窯爐中操作溫度可達1700C,還原氣氛中為1350C;壽命較短,多為
三個月以內,最多半年,使用過程中需要不斷更新,增加了工人的勞動量,并且更換新的硅
碳棒的成本也不小。 與玻璃液作用會產生氣泡,對于明裝硅碳棒的料道或人工取料工作池,
要防止硅碳棒的掉落,造成玻璃液氣泡。為了避免硅碳棒的缺點,可以使用硅鉬棒,硅鉬棒
使用壽命長,可達到3~5年,缺點為一次性投資大。
硅鉬棒,即二硅化鉬電熱組件,是一種以硅化鉬為基礎的電阻發熱組件,其在氧化氣氛
下加熱到高溫,表面生成一層致密的石英玻璃膜,保護其不再氧化,因此,其具有獨特的高
溫抗氧化性,在氧化氣氛下,其最高溫度可達1800C,適用溫度為500~1700C.但在常溫
下屬于脆性材料,容易斷裂,這給運輸和安裝帶來了一定的困難,安裝時注意,避免破損。
正常使用情況下,硅鉬棒的使用壽命比較長,但需要特別注意發生停電的情況下,要缸口保
溫來減少溫降,重新升溫時緩慢逐步加大電流,否則會產生破損。
由于鉛玻璃液熔化溫度低,黏度小,熔化池較淺,且一般采用T形結構,電極全部采
用底插,有利于玻璃的熔化。 鈉鈣玻璃熔化溫度高,要求澄清池一般采用多邊形結構,電極
側插有利于玻璃液溫度的均勻分布,且強化澄清區的對流及熱點凸現。
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