CS264593B1

CS264593B1 - Glass electric melting furnace

Info

Publication number: CS264593B1
Application number: CS878278A
Authority: CS
Inventors: Radko Ing Baborak; Jiri Ing Blaha; Petr Rndr Bedros; Zdenek Ing Stekly; Frantisek Ing Prihara; Jiri Ing Kaspar; Jiri Ing Seborsky
Original assignee: Baborak Radko; Blaha Jiri; Petr Rndr Bedros; Stekly Zdenek; Frantisek Ing Prihara; Kaspar Jiri; Jiri Ing Seborsky
Priority date: 1987-11-18
Filing date: 1987-11-18
Publication date: 1989-08-14
Also published as: CS827887A1

Abstract

Pec je určena pro aplikaci při elektrickém tavení tavenin, u nichž během tavícího procesu dochází k jejich reakci s kovem topné elektrody. V taveninš jsou umístěny topné elektrody připojené n§ zdroj střídavého proudu a na kladný pol zdroje stejnosměrného proudu a dále pomocná elektroda tvořená kovovou taveninou umístěnou ve dně taviči části bazénu pece u boční stěny bazénu taviči části. Jímka je vyložena žáruvzdorným keramickým materiálem a opatřena pláštěm z žáruvzdorné oceli, který je přívodem připojen k zápornému pólu zdroje stejnosměrného proudu. Pro docílení lepšího elektrického kontaktu kovové taveniny s pláštěm je v žáruvzdorném keramickém materiálu proveden kanálek. Plást je chlazen pomocí chladiče. Otvor slouží k případnému odpouštění nadbytečného kovu za účelem udržení výše hladiny kovové taveniny.The oven is intended for application at the electrical melting of the melts in which they the melting process occurs to them reaction with the metal of the heating electrode. In the melt heating electrodes are connected n§ AC power and AC power positive half of the direct current source and an auxiliary electrode made of metal melt located in the bottom of the melting portion pool furnace at side pool pool melter parts. The well is lined with refractory ceramic material and provided with a sheath made of heat-resistant steel, which is the inlet connected to the negative pole of the DC source current. For better the electrical contact of the metal melt with the jacket is in a refractory ceramic material channel. The jacket is cooled using a cooler. The aperture serves as an option releasing excess metal beyond in order to maintain the level of the metal melt.

Description

Pec je určena pro aplikaci při elektrickém tavení tavenin, u nichž během tavícího procesu dochází k jejich reakci s kovem topné elektrody. V taveninš jsou umístěny topné elektrody připojené n§ zdroj střídavého proudu a na kladný pol zdroje stejnosměrného proudu a dále pomocná elektroda tvořená kovovou taveninou umístěnou ve dně taviči části bazénu pece u boční stěny bazénu taviči části. Jímka je vyložena žáruvzdorným keramickým materiálem a opatřena pláštěm z žáruvzdorné oceli, který je přívodem připojen k zápornému pólu zdroje stejnosměrného proudu. Pro docílení lepšího elektrického kontaktu kovové taveniny s pláštěm je v žáruvzdorném keramickém materiálu proveden kanálek. Plást je chlazen pomocí chladiče. Otvor slouží k případnému odpouštění nadbytečného kovu za účelem udržení výše hladiny kovové taveniny.The furnace is intended for application in the electric melting of melts in which they react with the metal of the heating electrode during the melting process. In the melt are placed heating electrodes connected to an alternating current source and to the positive half of the direct current source and an auxiliary electrode consisting of a metal melt located in the bottom of the melting section of the furnace pool at the side wall of the melting section pool. The well is lined with a refractory ceramic material and is provided with a heat-resistant steel sheath connected by a lead to the negative pole of a direct current source. In order to achieve better electrical contact of the metal melt with the sheath, a channel is provided in the refractory ceramic material. The jacket is cooled by means of a cooler. The opening serves for eventual discharge of excess metal in order to maintain the level of the metal melt.

cr>cr>

m *4' o C\l to om * 4 'o C \ l to o

264264

Vynález se týká sklářské elektrické tavící pece s elektroche mickou ochranou topných kovových elektrod pomocí stejnosměrného proudu přiváděného na topné elektrody a na nejméně jednu pomocnou elektrodu tvořenou roztaveným kovem.The present invention relates to a glass melting furnace with electrochemical protection of heating metal electrodes by direct current applied to the heating electrodes and to at least one auxiliary electrode formed by molten metal.

Elektrické tavení silikátů přímým průchodem elektrického proudu se v poslední době provádí především prostřednictvím topných kovových elektrod, zejména molybdenových. Celoelektrické tavení bylo rozšířeno i na takové taveniny, u nichž během tavícího procesu dochází k jejich reakci s kovem topné elektrody. Jedná se o taveniny obsahující silně korozivní kationty kovů s vyšším elektrochemickým potenciálem, než je materiál topné elektrody, jako je například olovo při tavení olovnatého křištálu, arzen a antimon používané jako čeřiva, železo obsažené například v čediči, nikl v černých smaltech, měd, chrom a mangan používané jako barvicí složky. Při zvýšené koncentraci těchto složek v tavenině a podle podmínek tavby dochází až k jejich vylučování v kovové formě na topných elektrodách, které korodují a případně vyloučený kov stéká na dno pece, kde se hromadí a koroduje dno a může znehodnotit i taveninu.The electric melting of silicates by the direct passage of electric current has recently been carried out primarily by means of metal heating electrodes, in particular molybdenum electrodes. All-electric melting has also been extended to those melts in which they react with the metal of the heating electrode during the melting process. These are melts containing strongly corrosive metal cations with a higher electrochemical potential than the heating electrode material, such as lead for melting lead crystal, arsenic and antimony used as fining agents, iron contained, for example, in basalt, nickel in black enamels, copper, chromium and manganese used as coloring agents. With increased concentration of these components in the melt and according to the conditions of melting, their elimination occurs in metal form on heating electrodes, which corrode and eventually deposited metal flows down to the furnace bottom, where the bottom accumulates and corrodes and can destroy the melt.

Rozšíření elektrického tavení těchto sklovin bylo umožněno především elektrochemickou ochranou topných elektrod, zejména molybdenových, popsanou například v čs. autorském osvědčení č. 178 528, pro kterou se vžil pojem pasivace.The expansion of the electric melting of these glass melts was made possible primarily by the electrochemical protection of heating electrodes, in particular molybdenum electrodes, described, for example, in Czechoslovakia. No. 178 528, for which the term passivation was used.

Uvedený způsob ochrany, tedy pasivace, spočívá v tom, že se na topných elektrodách vytváří a udržuje pasivační ochranná vrstva o větším měrném elektrickém odporu, než je odpor taveniny, pomocí zdroje stejnosměrného proudu, jehož jeden pól je připojen na topnou kovovou elektrodu a druhý pól na pomocnou elektrodu.The method of protection, i.e. passivation, consists in forming and maintaining a passivation protective layer of greater electrical resistance than the melt resistance on the heating electrodes by means of a direct current source, one pole of which is connected to the heating metal electrode and the other pole. to the auxiliary electrode.

Pomocná elektroda může být například tvořena boční stěnou pece z keramického žáruvzdorného materiálu nebo jinou částí pece z téhož materiálu, případně může být použita kovová pomocná elektroda z platiny, molybdenu apod.For example, the auxiliary electrode may consist of a side wall of the furnace of ceramic refractory material or another part of the furnace of the same material, or a metal auxiliary electrode of platinum, molybdenum and the like may be used.

264 593264 593

Při použití keramické pomocné elektrody vznikají určité potíže s připojením ke zdroji elektrického proudu, zejména vzhledem k nerovnosti povrchu žáruvzdorného keramického materiálu. Dále dochází ke korozi žáruvzdorného materiálu v místě umístění přívodů následkem difúze alkalických iontů, které se vylučují ze skloviny působením stejnosměrného proudu, což znamená snížení životnosti bazénu pece.The use of a ceramic auxiliary electrode causes some difficulty in connecting to a power source, particularly due to the unevenness of the surface of the refractory ceramic material. In addition, the refractory material is corroded at the inlet location due to the diffusion of the alkali ions that are deposited from the glass by direct current, which means a reduction in the life of the furnace pool.

Použití kovové pomocné elektrody je rovněž problematické’, nebo£ může v některých případech docházet k reakci s příslušnou sklovinou; případné použití platinově elektrody je nákladné.The use of a metal auxiliary electrode is also problematic, since in some cases reaction with the enamel may occur; the possible use of a platinum electrode is expensive.

Uvedené nevýhody odstraňuje sklářská elektrická taviči pec podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že pec zahrnuje topné kovové elektrody připojené na zdroj střídavého proudu a na kladný pól zdroje stejnosměrného proudu a nejméně jednu pomocnou elektrodu připojenou na záporný pól zdroje stejnosměrného proudu, přičemž pomocná elektroda je tvořena kovovou taveninou umístěnou v jímce ve dně taviči části bazénu pece. Jímka je vyložena žáruvzdorným keramickým materiálem a opatřena pláštěm z žárupevného kovu, který je připojen ke zdroji stejnosměrného proudu.The above-mentioned disadvantages are overcome by the glass electric melting furnace of the present invention, wherein the furnace comprises heating metal electrodes connected to an AC power source and a positive pole of a direct current source and at least one auxiliary electrode connected to the negative pole of a direct current source. it consists of a metal melt placed in a sump in the bottom of the melting section of the furnace pool. The well is lined with a refractory ceramic material and provided with a sheath of refractory metal which is connected to a direct current source.

V praxi je výhodné, aby pomocná tekutá elektroda byla z kovu, který se v dané tavenině i při aplikaci elektrochemické ochrany může někdy na topných elektrodách vylučovat, jako například olovo při tavení olovnatého křištálu. Případně vylouče ný kov se shromažduje na dně taviči části bazénu pece, které je spádováno k jímce -s kovovou taveninou. V úrovni dna může být v boční stěně pece proveden otvor k případnému odpouštění nadbytečného kovu za účelem udržení určité výše hladiny kovové taveniny. Pro docílení lepšího elektrického kontaktu kovové taveniny s pláštěm je výhodné provést v žáruvzdorném materiálu, kterým je jímka vyložena, kanálek umožňující přímý styk kovové taveniny s kovem pláště.In practice, it is preferred that the auxiliary liquid electrode be of metal, which in the melt, even when electrochemical protection is applied, can sometimes precipitate on the heating electrodes, such as lead when melting lead crystal. The possibly deposited metal is collected at the bottom of the melting portion of the furnace pool which is dropped to the sump with the metal melt. At the bottom of the furnace, an opening may be provided in the side wall of the furnace to vent any excess metal to maintain a certain level of metal melt. In order to achieve better electrical contact of the metal melt with the sheath, it is advantageous to provide a channel in the refractory material through which the sump is lined to allow direct contact of the metal melt with the sheath metal.

V závislosti na složení taveného materiálu je tekutá elektroda prakticky vždy tvořena kovem nebo kombinací kovů I. až IV. skupiny periodické soustavy, které jsou v roztavené sklovině stabilní.Depending on the composition of the fused material, the liquid electrode is practically always made of a metal or a combination of metals I to IV. groups of the periodic system which are stable in the molten glass.

- 3 264 593- 3,264,593

Přednosti použití kapalné kovové pomocné elektrody podle vynálezu spočívají jednak v odstranění uvedených nevýhod žáruvzdorných keramických a pevných kovových elektrod a dále též dochází k radikálnímu snížení přechodových odporů v pasivačním obvodu a výraznému snížení napětí zdroje stejnosměrného proudu* a tím k snížení energetické i realizační náročnosti.Advantages of the use of the liquid metal auxiliary electrode according to the invention consist in eliminating the above mentioned disadvantages of the refractory ceramic and solid metal electrodes and also in the radical reduction of the transient resistance in the passivation circuit and the voltage of the direct current source.

Příkladné provedení vynálezu je popsáno dále a schematicky znázorněno na připojeném výkresu, který značí bokorysný řez pomocnou tekutou kovovou elektrodou.An exemplary embodiment of the invention is described below and schematically shown in the accompanying drawing, which is a side sectional view of an auxiliary liquid metal electrode.

V taviči.části sklářské elektrické taviči pece jsou v tavenině J. olovnatého křištálu umístěny topné elektrody 2 (znázorněna pouze jedna) připojené na zdroj střídavého proudu a na kladný pól zdroje stejnosměrného proudu (neznázorněno) a dále pomocná elektroda tvořená taveninou 2 olova*umístěnou v jímce ve dně 2 taviči části bazénu pece u boční stěny £ bazénu taviči části. Jímka je vyložena žáruvzdorným keramickým materiálem 6, a opatřena pláštěm 8 z žárupevné oceli, který je přívodem 10 připojen k zápornému pólu zdroje stejnosměrného proudu. Pro docílení lepšího elektrického kontaktu taveniny 2 olova s pláštěm 8 je v žáruvzdorném keramickém materiálu 2 proveden kanálek 2; plášť 8 je chlazen pomocí chladiče 2.· Otvor 11 slouží k případnému odpouštění nadbytečného olova za účelem udržení výše hladiny 12 taveniny 2 olova.In the melting portion of the glass melting furnace, lead electrodes 2 (shown only one) are connected to the AC source and to the positive pole of the direct current source (not shown), and an auxiliary electrode formed by a lead 2 melt * is placed in the lead crystal melt. a sink in the bottom 2 of the furnace pool melting pool at the side wall 6 of the melting pool pool. The well is lined with a refractory ceramic material 6, and is provided with a heat-resistant steel sheath 8, which is connected via a lead 10 to the negative pole of a direct current source. In order to achieve better electrical contact of the lead melt 2 with the sheath 8, a channel 2 is provided in the refractory ceramic material 2; the casing 8 is cooled by means of a cooler 2. The opening 11 serves for eventual discharge of excess lead in order to maintain the level of the lead melt 2.

Claims

A glass electric melting furnace comprising heating metal electrodes connected to an AC source and a positive pole of a direct current source and at least one auxiliary electrode connected to a negative pole of a direct current source, characterized in that the auxiliary electrode is formed by a metal melt (3) disposed in a sump in the bottom (5) of the melting portion of the furnace pool, wherein the sump is lined with a refractory ceramic material (6) and provided with a refractory metal sheath (8) connected to a direct current source via an inlet (10).

Glass electric melting furnace according to claim 1, characterized in that the metal melt (3) is formed by at least one metal.

I. to IV. group of the periodic system, stable in the molten ski.