Электрическая стекловаренная печь Советский патент 1982 года по МПК C03B5/02 

ностью или частично), являются наличие температурных градиентов и неравномерность распределения элект рической энергии в объеме материала а также возможные перегревы контактируемой с металлическим токопроводом поверхности, вызывающие растрес кивание электродов и, как следствие снижение срока службы печи в целом. Кроме того, увеличение величины градиента плотности на поверхности раздела электрод- стекломасса вызывает повышение коррозии электродвых и огнеупорных материалов и тем самым ухуд1ление качества получаемого стекла. Другиг. недостатком известной конструкции является необходимость установки холодильников по периметру электрода, предотвращающих вытекание расплава стекла в щели между. электродом и огнеупором, что усложняет конструкцию печи. Цель изобретения - улучшение качества стекла по однородности и включениям и увеличение срока службы печи. Цель достигается тем, что в элек рической стекловаренной печи, содер жащей стенки и под, выложенные из огнеупорных нетокопроводящих брусье электроды на основе двуокиси олова, металлическими токопроводами, токопровод выполнен i образной , вертикальная составля ощая которой расположена вдоль стекти, а горизон тальная - на подовом брусе, причем одна часть горизонтальной составляю щей выходит наружу за стенку, на другой установлен электрод с образо ванием зазора между стенкой и подовым брусом, а глубина зазоров между огнеупорной стенкой и подовым брусо определяется соотношением с/- Cs с/2 .где cУ - толщина токопроводящей пластины;3i - глубина бруса; с - линейный размер соответству ющей грани электрода. При этом толщина вертикальной составляющей токопровода равна 0,1..1,0 толщины горизонтальной составля ющей токоподвода. , Что касается технического обоснования выбранных соотношений х-лубины зазоров между электродами и огнеупором бассейна печи следует от тить, что физический смысл соотноше ния ( 3€ f с/1 состоит в том что в предложенном устройстве, с одной стороны, необходимо развить максимально большой контакт между высокотемпературной частью токопод/ёода и электродом , . в противном .случае возрастает плотность тока на контактирующих поверхностях и усиливается разрушение электрода, с другой стороны, нельзя допускать раз рушение токоподвода, выпо.пненного из жаропрочного, но не стеклоустойчиаого металла агрессивныг расплавом стекла, Соотношение. с/ К обеспечивает достаточную глубину зазора, в котором накапливаются продукты взаимодействия стекла с материалом токоподвода (замедляет разрушение токоподвода) и ограничивает возможность конвекционного удаления продуктов взаимодейст вия из зазора. Несоблюдение соотнош ения а Ж г с/2 приводит либо к интенсивному разрушению электрода за счет превышения допустиглых плотностей тока (для окислооловяныых электродов не более Of 5 А/см, либо к интенсивному разрушению токоподвода, хорошо омываемому жидкой стекломассой. Во всех вьпиеуказанных случаях качество стекла по. однородности и включениям (продукты разрушения электрода или токоподвода) будет низким. Срок службы электродов или токоподво.д.ов, а следовательно, и срок службы печи сокращается. Уменьшение толщины вертикальной составляющей токоподнода диктуется соображениям-1 экономии материала токоподвода, что имеет существенное значение при применении таких металлов, как платина, однако уменьшение толщины вертикальной составляющей более чем в 10 раз по сравнению .с горизонтальной составляющей недопустимо из-за превышения допустимой плотности тока, проходящего по вертикальной пластине токоподвода. С це.лью экономии дорогостоящих материалов высокотемпературных частей токопроводов в каждом конкретном случае должны производиться расчеты 4инимaльно допустимых сечекий ТОКОПОДЕОДЯЩИХ пластиг-;, а следовательно, толщин . На фиг. 1 изображена часть электрической стекло.варенной печи; на фиг. 2 - часть электрической стекловарен-. ной печи в увеличенном масштабе; на фиг, 3 - установка в печи нескольких электродных блоков по высоте. Электрическая стекловаренная печь состоит из стенового бруса 1, подового бруса 2, которые выполнены из огнеупорного плавиколитого материала. Электроды 3 установлены на одном из горизонтальных плеч токоподвода 4. При работе печи электрический ток, протекающий в системе токоподвод электрод - стекломасса, в первоначальный момент времени выбывает повышенную коррозию и материала электрода, и материала токоподвода, особенно в местах контакта металл расплав. Часть растворившегося элект родного материала конвективными пото ками выносится в выработочный поток стекломассы, часть скапливается в за ,3opaXj ограниченных поверхностями ог неупора , электрода и торцовой повер Ностью токоподвода. Пбсле достижения предела растворимости двуокиси олова в расплаве стекла она начинает выкристаллизовываться в новую фазу, постепенно герметизируя зазоры, что предотвращает взаимодействие металлического токоподвода со стекломассой. Работоспособность токоподвода и электрода сохраняется в течение всего срока службы печи. При этОм весь электрод находится практически Тв изометрических условиях с минималь но возможным градиентом плотности тока в объеме материала. Градиент плотности тока на рабочей поверхности электрода также сведен к минимуму. У Безградиентные условия (по темпер туре и току) работы электродов в печи позволяют ис клточить (или снизить) вероятность, их растрескивания и тем самым увеличить срок службы печи не менее чем в 1,5-2 раза. Снижение :значения градиента плотности тока на рабочей поверхности электродов в свою очередь позволяет снизить величину коррозии электродных и огнеупорных Материалов: и тем самым повысить качес1ао вырабатываемого стекла по включениям и однородности. Описанная конструкция электрической стекловаренной печи прошла опытные и опытно-промышленные испытания с положительными результатами при электросварке оптических стекол марок Ф-4 и ТФ-1. Установка электродов-блоков вне тела огнеупора сущест венно облегчает строительство печи. Кроме того, возможна замена электродов без разработки огнеупорной кладки печи и слива стекломассы. Формула изобретения 1. Электрическая стекловаренная печь, содержащая стенки и под, выложенные из огнеупорных нетокопроводящих брусьев, электроды на основе двуокиси олова с металлическими ,тотокоподводс1ми, отличающа яся тем, что, с целью улучшения качества стекла по однородности и включениям и увеличения срока службы печи, подвод выполнен J. образной формы, вертикальная составляющая которой расположена вдоль стенки, а горизонтальная - на подовом брусе, причем одна часть горизонтальной составляющей выходит наружу за стенку, на другой установлен электрод с образованием зазоров между стенкой и подовь 1 брусом, а глубина зазоров между электродом и подовым брусом определяется соотношением сЛ 3 СГ2 , где сЛ - толщина токопроводящей пластины;3 - глубина бруса; с - линейный размер соответствующей грани электрода, 2. Печь ПОП.1, отличающая с я тем, что толщина вертикальной составляющей токоподвода равна. 0,1:1,0 толщины горизонтальной составлярцей токоподвода. Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе 1.Беккер Л.Х. и др. Варка свинецсодержащих стекол в электрических печах на основе двуокиси олова. Стекло и керамика , 1976, № 2, с. 11-13. 2.Костаняк К.А. и др. Внедрение электросварки свинцового хрусталя.Стекло и керамика 1976, 4, 6-{