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熔融玻璃用钼电极

熔融玻璃用钼电极

钼电极又称为钼玻璃电极,主要是因为钼电极具有良好的高温强度、良好的抗腐蚀性能,和使用寿命长等特点,因此常应用于玻璃窑炉中,用于日用玻璃、光学玻璃、保温玻璃、玻璃纤维等玻璃材料的生产,故常被称为钼玻璃电极。

      钼电极主要通过粉末冶金生产,可以制备成板材、圆棒或者根据图纸加工成各种不同形状的钼制品。钼电极的物理和化学性质大致与钼相似,其钼含量在99.95%,密度大于10.15g/cm3,熔点(液态)为2620,硬度为85HRB Min,导电率为30% IACS Min。常规的钼电极尺寸从直径20mm152.4mm不等,其中长度最长可达1500mm钼电极的熔点高、耐腐蚀性强、高强度,还具有良好的导热性、延展性和低发射率。且相较于钨材料,钼电极的质地较软,韧性较好,同时它具有钨材无法比拟的弹性模量,因此其应用十分广泛。钼电极除了常用于玻璃的生产,在其他领域的应用也十分广泛。它可以被制成溅射靶材、加热元件和紧固件、照明灯的支架、芯轴导线、反射屏等应用于不同的高温领域。在电子工业领域常被制成阳极、栅极、辅助电极、垫片等。在高温炉中常被制成发热元件、电极和隔热屏等。在真空电镀、溅射中常被制成容器、舟皿和加热器等。钼电极还常被用作堆焊、喷镀材料用于表面处理,另外也常被做成热电偶和保护套用于测温。

  一般钼电极直径在3575mm之间,而钼电极尺寸的选择主要依据电流密度的大小来确定。通常,熔化硼硅玻璃选用直径φ50mm的电极,而在运行中电极的推进要根据实际电流密度的大小决定。对于垂直电极,当密度值达到0.8A/cm2时需要考虑电极续进问题。对于炉龄较长(4年以上)的电熔窑随着电极消耗,电流密度增大,如果电极不准备做续进,其电流密度还需要控制在更低值,钼电极电流密度运行在0.6A/cm2以下时,电极几乎不消耗。熔化硼硅玻璃电熔化的电极的电流密度在0.420.49A/cm2之间,电极在两年几乎不消耗在在,不用续进。钠钙玻璃和其它低阻玻璃,电阻率低于15Ω·cm,电极很难把电流密度控制在0.6A/cm2以下,由于其粘度低和电阻率小,常使用φ75mm的电极。另外,在运行过程中电极也会有不同程度的损耗,所以电极必须做成续进式的。从电极的运行成本来看,板电极消耗较少,更适合钠钙玻璃电熔化。电极的导电距离对电极的运行寿命有直接的影响。电极距离过近,运行中呈低电压大电流状态,这种局部的高功率不但会降低耐火材料的寿命,而且会加大电极损耗,给产品带来缺陷。另外,电流密度值过大,对电极的破坏性影响就更大了。在电熔窑所能承受的电压允许范围内,高电压低电流的运行方案更能提高效率,但要满足熔化工艺和操作安全的要求。当正确的工艺设计确立了低电压大电流的运行状态时,加大电极的导电面积可以提高电极寿命,即选用更大直径的棒电极,或是多支电极并用,或是增加电极的对数,或工艺许可时使用板电极。

板状钼电极可以承受较高的电流密度,常用于料道或熔化池,其加热较均匀,一般不会产生太强烈的对流,对电极孔砖的侵蚀小于棒状电极。板状电极在熔化池中使用时,对液流的控制作用不同于传统的热点(或热坝)控制,板电极的电力线的主要构成是平行电场,两块电极板间的电能释放较均匀,在板电极电熔窑中如果有热点,也不是一个点,而是一个区域。熔化池板状电极的结构是:钼板和钼棒联结,尾部用高温合金引电,并用水套保护。钼板厚度应该是炉龄和熔化玻璃品种的函数,其厚度的选择应和窑炉耐火材料的寿命相平衡。

  板电极在使用中还应注意以下几点:
1.
在使用过程中可以采用低熔点玻璃覆盖或使用化学稳定的气体(如氮气)保护电极。
2.
钼板电极只能冷装,在钠钙玻璃电熔窑中,用碎玻璃覆盖在有保护层的电极板上。而在硬质玻璃中,可考虑用氮气保护(1200以下可视为安全的)。另外,根据现场实用情况,钼电极(板或棒)用高硼硅玻璃作覆盖物亦是可行的。
3.
板电极的结构一定要牢靠,板和棒电极才能在玻璃液中需保持良好的导电状态。如果松动,会使板电极和棒电极的联结部位被蚀穿,导致电极板脱落,使得玻璃液的对流和温度分布均会变化,而剩下的棒体亦加剧损耗,最终会导致从电极和耐火砖的缝隙处往外流料。
4.
另外,还应注意保持钼板和池底的平行。


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