一種玻璃電熔爐用電極高溫侵蝕性的測試裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于玻璃制造領(lǐng)域，涉及玻璃電熔爐用電極的侵蝕性測試，具體的說是一 種玻璃電熔爐用電極高溫侵蝕性的測試裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 玻璃電熔窯爐由于其高效、高品質(zhì)、污染少以及易于自動控制等特點(diǎn)，近年來在我 國得到了快速發(fā)展?，F(xiàn)有的電熔爐根據(jù)熔融玻璃離子的導(dǎo)電特性，把電極浸入玻璃液中，利 用焦耳效應(yīng)，在載體內(nèi)部使電能變成熱能，實(shí)現(xiàn)對玻璃的熔制。玻璃電熔爐使用到中后期， 因玻璃液的沖刷及氧化侵蝕，電極頂部變尖縮短，電極在玻璃液內(nèi)的表面積變小，出現(xiàn)供電 困難，從而造成熔化質(zhì)量不穩(wěn)定。而且當(dāng)需要快速升溫時，也無法保證升溫速度和工作溫 度。
[0003] 電極作為玻璃電熔窯爐上最重要的材料之一，電極材料耐高溫玻璃液侵蝕性是考 察其質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，因此了解玻璃電熔電極材料的高溫侵蝕性能對玻璃窯爐設(shè)計(jì)、 玻璃熔煉工藝等具有十分重要的意義。對于玻璃電極材料加持工作電壓下的耐高溫玻璃液 侵蝕性測試沒有公開的報道，也沒有相關(guān)測試方法可依，因此目前迫切需要一種測試電極 材料高溫侵蝕性的高可靠性測試裝置和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了測試玻璃電熔窯爐用電極耐高溫玻璃液的侵蝕性，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種測試 裝置和測試方法，采用溫控的硅鑰棒加熱爐加熱玻璃液模擬電極熔融玻璃升溫的過程、 借助旋轉(zhuǎn)底座實(shí)現(xiàn)玻璃液的均化、利用玻璃液電阻受溫度影響的原理實(shí)現(xiàn)電極材料在 1200°C -1600°C溫度下抗高溫玻璃液侵蝕性的測量，結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用方便、具有較高的可靠 性和穩(wěn)定性，填補(bǔ)了此類測量設(shè)備和測量方法的空白。
[0005] 本發(fā)明的主要發(fā)明點(diǎn)是：采用溫控的硅鑰棒加熱爐加熱玻璃液模擬電極熔融玻璃 升溫的過程、借助旋轉(zhuǎn)底座實(shí)現(xiàn)玻璃液的均化、利用玻璃液電阻受溫度影響的原理實(shí)現(xiàn)電 極材料在1200°C -1600°C溫度下抗高溫玻璃液侵蝕性的測量，從而獲得電極材料在工作電 壓下抗高溫玻璃液的侵蝕性能，便于正確估算電極的損耗，對玻璃窯爐設(shè)計(jì)、玻璃熔煉工藝 等具有十分重要的意義；且本測試裝置和方法結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用方便、具有較高的可靠性和穩(wěn) 定性，填補(bǔ)了此類測量設(shè)備和測量方法的空白。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種玻璃電熔爐用電極高溫侵蝕性的測試裝置，結(jié)構(gòu)中包 括可控式預(yù)熱爐，關(guān)鍵在于：所述測試裝置中還包括設(shè)在預(yù)熱爐內(nèi)的可升降調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)底 座上、盛放玻璃液的坩堝，兩根待測電極借助于定位在電極上端的鉬金端子和導(dǎo)線連接在 動力電源的輸出端口上，兩根待測電極定位在爐蓋上。
[0007] 兩根待測電極穿過爐蓋插入坩堝中的侵蝕玻璃液中，每根待測電極位于爐蓋上的 端頭設(shè)置有兩個接線端子，待測電極A與待測電極B的一組接線端子AU Bl間并聯(lián)電壓 表組成電壓測量電路，另一組接線端子A2、B2間串聯(lián)電流表、開關(guān)和可實(shí)現(xiàn)變壓輸出的動 力電源組成電流測量電路；通過溫控的硅鑰棒加熱爐加熱玻璃液模擬電極熔融玻璃升溫 的過程，利用玻璃液電阻受溫度影響的原理，并借助電壓、電流測量電路實(shí)現(xiàn)電極材料在 1200°C -1600°c溫度下抗高溫玻璃液侵蝕性的測量。
[0008] 本發(fā)明還提供了一種玻璃電熔爐用電極高溫侵蝕性的測試方法，該方法基于以下 測試裝置：在預(yù)熱爐內(nèi)設(shè)置可升降調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)底座、旋轉(zhuǎn)底座上設(shè)置盛放玻璃液的坩堝，將 兩根待測電極定位在爐蓋上、并借助于定位在待測電極上端的接線端子和導(dǎo)線連接在動力 電源的輸出端口上，所述方法包括以下步驟： a、 組裝測試電路：在兩個待測電極之間分別并聯(lián)電壓表、串聯(lián)電流表； b、 測試：將預(yù)熱爐升溫至玻璃熔化溫度T2，升高旋轉(zhuǎn)底座使待測電極插入玻璃液內(nèi) 30-40mm，在待測電極上加7-24V交流電壓，記錄電壓表和電流表的測量值U t2和IT2，計(jì)算出 溫度T2時玻璃液電阻Rt2= UT2/ ΙΤ2;然后將預(yù)熱爐的爐溫調(diào)整至玻璃的工作點(diǎn)溫度T i，在待 測電極上加持220-380V交流電壓，分別記錄電壓表和電流表測量值Un、In，計(jì)算出此時玻 璃液電阻R n= UT1/IT1，通過微調(diào)整爐溫使Rn~Rt2，在此種狀態(tài)下保持所需的實(shí)驗(yàn)時間t; c、 將旋轉(zhuǎn)底座降低，待測電極升至玻璃液液面以上，預(yù)熱爐自然降至室溫，取出待測電 極，分別測量液面處厚度g2和液面下1/2處厚度h2,按照下式計(jì)算待測電極的高溫侵蝕 量： 液面線處侵蝕量Ge f丨 (I) 式中，Gc為液面線處的侵蝕量，單位mm， gl為實(shí)驗(yàn)前待測電極液面處的厚度，單位mm， g2為實(shí)驗(yàn)后待測電極液面處的厚度,單位mm, 液面線下二分之一處的侵蝕量He = - U+.l (II) 式中，He為液面線下二分之一處的侵蝕量，mm， hi為實(shí)驗(yàn)前待測電極液面線下二分之一處的厚度，mm， h2為實(shí)驗(yàn)后待測電極液面線下二分之一處的厚度，mm。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是：1、采用溫控的硅鑰棒加熱爐加熱玻璃液模擬電極熔融玻璃 升溫的過程、借助旋轉(zhuǎn)底座實(shí)現(xiàn)玻璃液的均化、利用玻璃液電阻受溫度影響的原理實(shí)現(xiàn)電 極材料在1200°C -1600°C溫度下抗高溫玻璃液侵蝕性的測量，結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用方便、具有較 高的可靠性和穩(wěn)定性。2、采用鉬接線端子，不容易被高溫玻璃液腐蝕、穩(wěn)定性好，可有效避 免對測量的影響，減少誤差，測量精度高。3、借助調(diào)節(jié)桿帶動的爐蓋將待測電極置入侵蝕玻 璃液中，操作方便。4、借助旋轉(zhuǎn)底座實(shí)現(xiàn)玻璃液的均化，避免玻璃液不均勻?qū)﹄娮璧挠绊懀?提高測量精度。5、借助升降機(jī)構(gòu)升降調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)底座，以調(diào)整坩堝內(nèi)玻璃液與待測電極的相 對位置，便于重復(fù)測量，提高測量精度。
【附圖說明】
[0010] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖中，1是預(yù)熱爐，1-2是旋轉(zhuǎn)底座，1_3是?甘禍，1_4是爐蓋，1_5是溫度控制器，1_6 是電機(jī)，1-7-1是絲母座，1-7-2是旋轉(zhuǎn)絲杠，1-7-3是手輪，2-1是待測電極Α，2-4是待測電 極B，2-1-1是接線端子Al，2-1-2是接線端子A2, 2-4-1是接線端子BI，2-4-2是接線端子 B2，2_2是電壓表，2_3是電流表，3是電源，3_1是動力電源。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 一種玻璃電熔爐用電極高溫侵蝕性的測試裝置，結(jié)構(gòu)中包括可控式預(yù)熱爐1，關(guān)鍵 在于：所述測試裝置中還包括設(shè)在預(yù)熱爐1內(nèi)的可升降調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)底座1-2上、盛放玻璃液 的坩堝1-3,兩根待測電極借助于定位在電極上端的鉬金端子和導(dǎo)線連接在動力電源3-1 的輸出端口上，兩根待測電極定位在爐蓋1-4上。
[0012] 所述可升降調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)底座1-2的自由度是借助驅(qū)動電機(jī)1-6和升降機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 的，該升降機(jī)構(gòu)包括絲母座1-7-1、旋轉(zhuǎn)絲杠1-7-2及置于旋轉(zhuǎn)絲杠1-7-2上的手輪1-7-3， 驅(qū)動電機(jī)1-6設(shè)置在絲母座1-7-1上。轉(zhuǎn)動手輪1-7-3,旋轉(zhuǎn)絲杠1-7-2驅(qū)動絲母座1-7-1 帶動電機(jī)1-6和旋轉(zhuǎn)底座1-2升降。
[0013] 每根待測電極上端頭設(shè)置兩個連線用的鉬金端子，測試電路包括待測電極A 2-1 與待測電極B 2-4的一組接線端子A1、B1 2-1-U2-4-1間并聯(lián)電壓表2-2組成的電壓測量 電路、及另一組接線端子A2、B2 2-1-2、2-4-2間串聯(lián)電流表2-3、開關(guān)和動力電源3-1組成 的電流測量電路。
[0014] 為了便于控制和調(diào)節(jié)測試溫度，可控式預(yù)熱爐1采用設(shè)置有溫度控制器1-5的硅 鑰棒加熱爐。
[0015] 為了便于控制和調(diào)節(jié)測試電壓，動力電源3-1借助變壓器可輸出7-24V和 220-380V 電壓。
[0016] 所述坩堝1-3制造材料為99%以上的氧化錯，其1200°C -1600°C之間的電阻率大 于 1Χ104Ω · cm。
[0017] 所述待測電極A 2-1與待測電極B 2-4尺寸為3-5 X 25-30 X 80-90mm。
[0018] 所述爐蓋1-4沿其徑向設(shè)置有兩個孔，