Стержневой электрод для стекловаренной печи

 

СТЕРЖНЕВОЙ ЭЛЕКТРОД ДЛЯ СТЕКЛОВАРЕННОЙ ПЕЧИ,состоящий из рабочей части в виде молибденового стержня, соединительного элемента -из жаростойкой стали и холодильника от л и ч а ю щи И с я тем, что, с целью -повышения надежности работы электрода и уменьшения потерь тепла через него, соединительный элемент выполнен: в виде стержня длиной-, равной 1-1,5 его диаметра, и диаметром 0,5-3 диаметра молибденового стержня.

(1Ю (В

СОЮЗ СОВЕТСНИХ NhNMNII

РЕСПУБЛИК ш С 03 В 5/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИ ГЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ (21) 3427080/29-33 (22) 22.04.82 (46) 07.08. 83. Вюл. 9. 29 (72}- В.(. Голдвин, В.Г. Желтов, A.Ñ.. Ирянишников и В.В. Итннский (71) Всесовэный научно-исследователь.ский. институт медицинских полимеров (53) 666..1.031.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 480650, кл. С 03 В .5 02, 1975. 2. йвторское свидетельство СССР

9 141562 кл. С 03 В 5/02 1961. (54) (57) СТЕРЖНЕВОЙ. ЭЛЕКТРОД ДЛЯ

СТЕКЛОВАРЕННОЙ ПЕЧИ,состояшнй иэ раоочей части в виде молибденового стержня, соединительного элемента -иэ жаростойкой стали и холодильника; о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью -повышения надежности работы электрода и уменьшения потерь тепла череэ него, соединительный элемент выполнен.. в виде стержня длиной; равной 1-1,5 его диаметра, и диаметром

0,5-.3 диаметра молнбденового стержня.

1033450

Изобретение относится к стекольной промышленности, более конкретно - к стекловаренным печам, в которых используется электрическая энергия для варки стекла путем пропускания электрического тока через расплавленную стекломассу.

Для подвода электроэнергии к стек:оМассе часто используются стержневые электроды из тугоплавких металлов, таких,как молибден и другие, которые 10 весьма устойчивы к воздействию стекломассы.

Температура начала интенсивного оксиления кислородом воздуха для этих металлов сравнительно низка. 15

Например, для молибдена и вольфрама она не превышает 40M C.

Известно также, что температура . жидкого стекла существенно выше и составляет величину порядка 6 00-700 С.

Эти обстоятельства затрудняют исполь . зование указанных металлов в качестве стержневых эпектродов в стекловаренных печах.

Действительно, часть электрода, находящаяся в расплавленной стекломассе, защищена ею от воздействия кислорода воздуха и поэтому не разрушается. Однако электрод имеет зон, в которой температура ниже, чем температура жидкого состояния стекла,ЗО но выше температуры начала интенсивного окисления. В этой .зоне электрод .не защищен стекломассой от воздействия .кислорода воздуха и поэтому интенсивно Разрушается.

Применение водяных холодильников не предотвращает окисления, а лишь сужает зону разрушения до размепов ,кольцевой канавки и неоправданно увеличивает потерю тепла от электро- 49 дов.

Известно устройство, в котором зона интенсивного окисления электрода защищена расплавом стекла, имеющего температуру жидкого состояния 45 ниже, чем температура интенсивного окисления материала электрода Г13.

Однако это устройство может работать только в вертикально устаневленных электродах, причем и в этом случае при длительной работе электрода (несколько лет) не исключена возмож-ность ликвидации защитного слоя за счет взаимной диффузии основного и легкоплавкого стекла.

В горизонтально установленных электродах легкоплавкое стекло имеет возможность вытекать из защищаемой зоны.

Известны также устройства, в которых электрод защищается мастиками 60 из окислов металлов или обмазками определенного состава, за счет установки сальников.

Наиболее близким к изобретению о технической сущности и достигаемсжу 65 результату является стержневой электрод для стекловаренной печи, состоящий-из рабочей части в виде молибденового стержня, соединительного элемента из жаростойкой стали и холодильника (2 .

Недостатком известного электрода является низкая температура варки стекла, при которой может работать этот электрод, покольку эта температура не может быть выше, чем температура плавления жаростойкой стали (1300 C) .

Для температур варки стекла выше.

1300 С (до 1600 C) предусматривается вариант конструкции электрода с установкой водяного холодильника. В этом случае недостатками являются высокие тепловые потери в холодильнике и высокая стоимость теплотехнического оборудования для обеспечения работы холодильника.

Целью изобретения является повышение надежности работы электрода и уменьшение потерь тепла через него.

Ноставленная цель достигается тем, что в стержневом электроде для стекловаренной печи, состоящем из рабочей час и в виде мОлибдвнового стержня,;соединительного элемента из жаростойкой стали и холодильника, соединительный элемент выполнен в виде. стержня длиной, равной 1-1,5 его диаметра, и диаметром 0,5-3 диаметра молибденового стержня.

В качестве холодильника можно использовать стержень из углеродистой стали, который одновременно может выполнять и роль токоподвода.

Конструкция электрода позволяет найти такое его положение в пределах огнеупорной кладки печи, при которой температура в месте соединения стержня из молибдена и стержня из жаростой в стали выше, чем температура жидкого состояния стекла, например 1000-

1100 С, и вся поверхность молибденового электрода будет надежно защищена жидким стеклом от доступа кислорода воздуха. Вместе с тем, при указан-ной температуре интвнсивность окисления жаростойкой стали еще достаточно мала. Напрймер, жаростойкая сталь ХН7010 имеет температуру интенсивного окисления более 1250 С и температуру. длительной работы (до 10000 ч) - около 1200 С.

Кроме того, при этой конструкции электрода температура в месте соединения жаростойкого стержня с холодильником из углеродистой стали не превышает ее рабочей температуры и температуры затвердевания стекла (около 500 С).

Распределение температур по длине электрода зависит от теплопроводности металлов, из которых состав1033450

Составитель Н. Ильиных

Редактор О. Половка. Техред A.Áàáèíåö: Корректор В. Бутяга

Заказ 5547/22 Тираж 486 Подписное

ВЧИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 лен электрод, от размеров его элементов и плотности теплового потока вдоль электрода. Плотность теплового потока вдоль каждого стержня опреде.". ляется его сечением и мощностью холо;г дильника. Теплотехнический расчет показал, что при указанной конструкции холодильника к окружающему воздуху отводится 0,2-0,4 вВт тепла за счет излучения и конвенции. Этой .мощности вполне достаточно, чтобы 10 получить приведенное оаспоепеление темпеоатчв вдоль стержневого электрода.

Следует отметить, что при диаметре стержня из жаростойкой стали, 15 менее чем 0,5 диаметра молибденового стержня, конструкция не работоспособ". на .так как при этом стекломасса может вытечь из зазора между кладкой печи и электродом...:.;щ

При диаметре стержня более двух диаметров молибденового стержня будут велики, тепловые потери от холодильэлектрода в окружак 4ую среду ° 25 указанные соотношения диаметров являются предельными, однако наиболее оптимальные соотношения занимают более .узкую область - 1 — 1,5, Длина жаростойкого стержня не может выходить за указанные пределы, так как при длине меньше его диаметра молибденовый стержень будет . не полностью покрыт расплавом стек° ла, а при длине больше, чем 2,5 его диаметра — может расплавиться жаростойкая сталь в месте контакта ее с молибденовым стержнем;

На фиг. 1 показан стержневый электрод, продольный разрез; на . фиг. 2 - сечение A-A pa фиг. 1. 40

Рабочая часть — молибденовый стержень 1 соединен со стержнем 2 из жаростойкой стали, который в свою очередь соединен с холодильникомребристым стержнем 3. из углеродистой стали. Электрод помещен в отверстие кладки печи 4 диаметром, равным диа-метру стержня из жаростойкой стали.

Молибденовый стержень 1 находится в стекломассе при температуре, равной температуре варки стекла. За счет. наличия теплового потока к холодильку 3 температура вдоль электрода сни-. жается. Поэтому имеется возможность устанавливать электрод в отверстиикладки печи 4 в таком положении,.нри котором температура в месте соединения рабочей части 1. и цилиндра 2 из жаростойкой стали буцет выше температуры жидкого состоЗПГия стекла и ниже температуры интенсивного окисления жаростойкой стали, а температу..ра в месте соединения стержня из жаростойкой стали. 2 с холодильником

3 .- ниже температуры затвердевания стекла и температуры интенсивного. окисления углеродистой стали.

Экономический эффект от реализации предлагаемого электрода по .сравнению с известными электродами обуславливается следукнцими факторамифувеличеч нием коэффициента использования печи за счет повышения надежности работы электродов снижением затрат. электроэнергии за. счет снижения потерь тепла через электроды печи и ликвидации циркуляционных насосов системы водяного охлаждения. электродов; снижением эксплуатационных расходов и капиталь- ных затрат за счет ликвидации систе мы водяного охлаждения и .снижения стоимости электродов..