FI86356B - Smaeltningselektrod. - Google Patents

Smaeltningselektrod. Download PDF

Info

Publication number
FI86356B
FI86356B FI905894A FI905894A FI86356B FI 86356 B FI86356 B FI 86356B FI 905894 A FI905894 A FI 905894A FI 905894 A FI905894 A FI 905894A FI 86356 B FI86356 B FI 86356B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
glass melting
melting electrode
electrode
glass
electrode according
Prior art date
Application number
FI905894A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI905894A0 (fi
FI86356C (fi
FI905894A (fi
Inventor
Jaakko T Ristola
Original Assignee
Ahlstroem Riihimaeen Lasi Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ahlstroem Riihimaeen Lasi Oy filed Critical Ahlstroem Riihimaeen Lasi Oy
Priority to FI905894A priority Critical patent/FI86356C/fi
Publication of FI905894A0 publication Critical patent/FI905894A0/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI905894A publication Critical patent/FI905894A/fi
Publication of FI86356B publication Critical patent/FI86356B/fi
Publication of FI86356C publication Critical patent/FI86356C/fi

Links

Landscapes

  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)

Description

1 86356
Sulatuselektrodi
Esillä oleva keksintö liittyy lasin sulatukseen etenkin täyssähköuuneissa ja/tai liekkisulatusuuneissa, joissa lisänä käytetään sähkösulatusta. Erityisesti esillä olevan keksinnön kohteena on tällaisessa kohteessa käytettävä, oheisen patenttivaatimuksen 1 johdan-5 to-osan mukainen lasin sulatuselektrodi.
Lasimassan sulattamiseksi tarvitaan korkeita, 1000 C - 1500 C, lämpötiloja ja ongelmana on tällöin lämmön johtuminen elektrodia pitkin uunin seinämän ulkopuolelle ja tällöin etenkin molybdeenipohjaisten sulatuselektrodien nopea korroosio, joka tuhoaa elektrodin muutamassa vuorokaudessa. Sulatusuunin ulkopuolella lämpötila-alueella 10 600 C - 800 C molybdeeni reagoi ilman hapen kanssa muodostaen molybdeenitrioksidia, joka ilmenee valkoisena jauheena sulatuselektrodin pinnalla, ja lämpötila-alueella 800 C - 1000 C molybdeeni reagoi ilman hapen kanssa muodostaen molybdeenipentoksidia, joka ilmenee mustana nesteenä sulatuselektrodin pinnalla.
Em. korroosio-ongelman estämiseksi ennestään tunnetaan minin 15 seinämästä ja/tai pohjasta, ns. elektrodikiven läpi, esiin työntyvän elektrodin juuren jäähdytys sulatuseiektorin juurta ympäröivällä poksilla, johon järjestetty jäähdytysvesikierto, ja typen käyttö suojakaasuna, joiden yhteisenä päämääränä on estää korroosiota aiheuttavan ilman hapen pääsy kontaktiin kuuman sulatuselektrodin juuren kanssa ja näin estää elektrodin tuhoutuminen korroosion myötä. Tällaisen suojausjärjestelyn käyttö ei ole sähköelektrodeilla 20 varustetussa lasin sulatusuunissa kuitenkaan ongelmatonta. Ensinnäkin jäähdytysnestekiertois-ten jäähdytyspoksien hankinta- ja asennuskustannukset, huomioimatta sulatusuunin seisokin hintaa, on huomattavan korkea, jopa 30000,-(FIM)/kpl, lisäksi jäähdytyspoksit edellyttävät laitokseen jäljestettyä suljettua jäähdytysnestekiertoa. Jäähdytyksen vuoksi elektrodikiveen syntyy huomattavan suuri lämpöjännitys kuuman lasimassan puoleisen pinnan ja sulatuseiektro-. 25 din juuren puolelta jäähdytetyn pinnan välillä, mikä sulatusuunin käytön aikana aiheuttaa elektrodikiveen halkeamia, jolloin elektrodikivi, jonka hinta on n. 100000,- (FIM)/kpl ja sen myötä sulatusuuni vaurioituu. Erikseen on vielä mainittava se, että jäähdytysvesipoksin jäähdytysvesikierron häiriötilanteissa voi tapahtua jäähdytysveden kiehuntaa, jonka seurauksena poksi voi murtua ja syntyä vesivuoto, mikä saattaa aiheuttaa oikosulun sulatuselektrodin 30 alapäässä olevissa sähköjohtimien liitännöissä. Lisäksi jatkuvassa käytössä aiheutuu suojakaa-susta huomattavia käyttökustannuksia
Esillä olevan keksinnön ensisijaisena tarkoituksena on aikaansaada uudenlainen ratkaisu sulatuselektrodin korroosion estämiseksi ja samalla pyrkiä toisaalta eliminoimaan erityiset jäähdytys- ja suojakaasujärjestelmät ja toisaalta vähentämään elektrodi--35 kiven lämpöjännityksiä ja rikkoutumista ja oikosulkujen vaaraa.
2 86356 Tämä päämäärä on saavutettu alussa mainitulla keksinnön mukaisella lasm sulatuselektrodilla, jolle ominaiset erityispiirteet on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa.
Keksintö perustuu siis siihen uuteen oivallukseen, että sulatusuunin 5 ulkopuolelle ulkonevan lasinsulatuselektrodin korrodoitumisen estämiseksi lasinsulatuselek-trodista on päällystetty suojakerroksella ainakin sulatusuunin ulkopuolelle ulkoneva osa ilman hapen ja lasinsulatuselektrodimateriaalin keskinäisen kontaktin vähentämiseksi tai estämiseksi. Näin voidaan olennaisesti estää ja vähentää lasinsulatuselektrodin korroosiota. Sopiva suojakerros voidaan aikaansaada aineesta, joka kestää lasin sulatuselektrodin juuren 10 lämpötiloja ja muodostaa olennaisesti ilman hapen pitävän kerroksen. Tällaisia aineita ovat mm. metallipinnoitteet, silisidit esim. kantaali ja erilaiset superseokset kuten nikkelipohjainen superseos, joka tuntee kauppanimen INCONEL, ja kobolttipohjainen superseos, joka tuntee kauppanimen STELLTT.
Esillä olevan keksinnön muista eduista voidaan vielä mainita, että 15 keksinnön myötä sulatusuunissa ei välttämättä enää tarvita lainkaan erityisiä jäähdytys- ja suojakaasujäijestelyjä ja mahdollista on myös luopua erityisen elektrodikiven käytöstä, jolloin koko uunin seinämä ja pohja voidaan tehdä yhdestä aineesta, mikä on omiaan olennaisesti vähentämään vaarallisia lämpöjännityksiä ja murtumia.
Keksintöä selostetaan, sitä kuitenkaan millään tavoin rajaamatta, 20 seuraavassa yksityiskohtaisemmin erään edullisen, esimerkinomaisen toteutusmuodon avulla oheiseen piirustukseen viittaamalla, jonka kuvio esittää keksinnön mukaista lasinsulatuselektro-dia ja sen keksinnön mukaista läpivientiä lasin sulatusuunin pohjassa.
Kuten ko. kuviosta ilmenee tässä esimerkissä sulatusuunin pohja 1, joka on kokoonpantu päällekkäistä kivi- tai keramiikkakerroksista 2,3, on kannatinpalkkien 4 -5 varassa. Lisäksi sulatusuunin pohjaan 1 on järjestetty lasin sulatusuunin tasaisen kuumennuksen aikaansaamiseksi lasinsulatuselektrodiryhmiä. Oheisessa kuviossa on esitetty yksi tällaisen lasinsulatuselektrodiryhmän halkaisijaltaan n. 50 mm:n lasinsulatuselektrodi 5, ja sen keksinnön mukainen läpivienti lasin sulatusuuniin. Lasinsulatuselektrodi 5 kulkee sulatusuunin pohjan 1 läpi erityisen elektrodikiven 6 kautta, jonka lämmönjohtavuus on suurempi kuin mainittujen 30 pohjan 1 kivi- tai keramikkakerrosten 2, 3, ja jossa on lasinsulatuselektrodin 5 halkaisijaa suurempi läpivientikanava 7. Kuten kuviosta edelleen ilmenee on lasinsulatuselektrodin 5 alapää varustettu lasinsulatuselektrodin 5 nostolaitteistolla 8 ja virtajohtimien 9 kytkentäkappaleella 10.
Lasinsulatuselektrodin 5 vapaan pään viemiseksi läpivientikanavan 7 35 kautta keskeisesti sulatusuunin 1 sisään on uunin l ulkopuolelle läpivientikavanan 7 suuaukkoon sovitettu läpivientikanavan suhteen samankeskinen metallinen lasinsulatuselektrodin 5 3 86356 ohjain- ja kesldtyskartio 11, jossa on lasinsulatuselektrodin 5 ulkohalkaisijaa suuremman sisäänmenoaukon 12 omaava ensimmäinen avoin päätyjä olennaisesti lasinsulatuselektrodin 5 ulkohalkaisijaa vastaavaan ulosmenoaukon 13 omaava toinen avoin pääty, ja kun mainittu ohjain-ja kesldtyskartio 11 on työnnettynä läpivientikanavan 7 suu-aukkoon sulkee ohjain-ja 5 keskityskartion 11 vaipan 14 ulkopinta lasinsulatuselektrodin 5 ulkopinnan ja läpivientikanavan 7 sisäpinnan väliin jäävän rengastilan samalla kun se pitää lasinsulatuselektrodin 5 ulkopinnan välin päässä läpivientikanavan 7 sisäpinnasta koko läpivientikanavan 7 pituudella, jolloin välitilaan uunista tullut lasimassa ja/tai siinä mahdollisesti oleva väliaine tasaavat lämmönsiirty-mistä paremmin lämpöäjohtavasta lasinsulatuselektrodista 5 elektrodikiveen 6.
10 Keksinnön suositeltavassa toteutusmuodossa ohjain- ja keskityskartiolla 11 on siis ohjaus-ja keskitysfunktionsa ohella läpivientikanavan 7 tiivistys-ja sulku funkiin, jossa tarkoituksessa se estää sulan lasimassan valumisen ulos uunista 1 läpivientikanavaa 7 pitkin. Keksinnön erityisen edullisen toteutusmuodon mukaisesti kartion 11 vaippa 14 on mitoitettu siten, että se mahtuu työntymään joko kokonaan tai osan pituudestaan läpivientikanavan 7 15 sisään niin että sen vaippa painautuu vasten läpivientikanavan 7 suuaukkoa rajaavaa elektrodddveä 6. Lisäksi keksinnön suositeltavan toteutusmuodon mukaisesti kartion 11 suppeammassa päässä olevan lasinsulatuselektrodin 5 ulosmenoaukko 13 on mitoitettu sopimaan liukusovitteella, suositeitavasti tiukalla liukusovitteella, lasinsulatuselektrodin 5 päälle, jolloin kartio 11, lasinsulatuselektrodia 5 liikutettaessa, liikkuu lasinsulatuselektrodin 5 20 mukana ja kiilautuu tiukasti läpivientikanavan 7 suuaukkoon.
Kuten kuviosta ilmenee keksinnön mukainen lasinsulatuselektrodi 5 on täysin vailla perinteisiä jäähdytys-ja suojakaasujäijestelyjä. Keksinnön mukaisessa lasinsulatus-elektrodissa on sulatusuunista esiin tulevan lasinsulatuselektrodin 5 korrodoituminen estetty lasinsulatuselektrodin pinnalla olevalla suojakerroksella 20, joka estää olennaisesti ilman hapen •': 25 pääsyn kontaktiin lasinsulatuselektrodin 5 metallimateriaalin 21 kanssa, mikä tapahtuessaan kuten jo edellä todettiin varsinkin molybdeenipohjaisissa lasinsulatuselektrodeissa aiheuttaa hyvin nopean lasinsulatuselektrodin 5 korroosion.
Keksinnön mukaisessa lasinsulatuselektrodissa 5 on siis ainakin sen sulatusuunista 1 esiintuleva osa päällystetty suojakerroksella, joka olennaisesti vähentää tai 30 estää ilman hapen suoran kontaktin lasinsulatuselektrodin 5 kanssa. Sopiva suojakerros voidaan saada aineesta, joka kestää lasinsulatuselektrodin 5 juuren lämpötiloja ja muodostaa olennaisesti ilman hapen pitävän kerroksen. Tällaisia aineita ovat mm. erilaiset metailipin-noitteet, silisidit esim. kantaali ja erilaiset superseokset esim. nikkelipohjainen "INCONEL" ja kobolttipohjainen "STELUT".
35 On olemassa erilaisia termisiä ruiskupinnoitusmenetelmiä, joista mainittakoon esimerkkeinä pulveri-liekkiruiskutus, lanka-liekkiruiskutus, lanka-valokaari- 4 86356 ruiskutus, pulveri-piasmaruiskutus, tyhjöplasmaruiskutus, räjäyteruiskutusja jauhe-suumopeus-liekkiruiskutus. Yhdelläkään edellä mainituista pinnoitusmenetelmistä ei kuitenkaan saavuteta ehdotonta ilman hapen pitävyyttä vaan niitä käyttäen saavutetaan erilaisen huokoisuuden omaavia pinnoituksia ja tämän vuoksi valitusta pinnoitusmenetelmästä ja -aineesta riippuen 5 tarvitaan korroosion estämiseksi erivahvuisia suojakerroksia. Käytönnön kokeissa on kuitenkin todettu, että lanka-liekkiruiskutuksella, kun pinnoiteaineena on kantaali, saavutetaan tyydyttävä suojaus elektrodikorroosiota vastaan 0,5 - 1,0 mm:n suojakerroksella ja pulveri-plasma-ruiskutuksella, kun pinnoitaineena on jokin superseos, saavutetaan tyydyttävä suojaus elektrodikorroosiota vastaan alle 0,5 mmm suojakerroksella. Edellä olevasta voidaan siis 10 päätellä, että varmuudella 1.5 mm:n suojakerroksella saavutetaan riittävä suojaus elektrodikorroosiota vastaan. Seuraavassa taulokossa on esitetty vielä vertailun vuoksi termisiä pinnoitusmenetelmiä.
terminen ruiskutusmenetelmä kerroksen huokoisuus/til.-% pulveri-liekkiruiskutus 7 -12 15 lanka-liekkiruiskutus 3-5 lanka-valokaariruiskutus 3-6 pulveri-piasmaruiskutus 0,5 - 3,0 tyhjöplasmaruiskutus 0,1 - 0,3 räjäyteruiskutus 0,2 - 0,6 20 pulveri-suurnopeusliekkiruiskutus 0,1 - 0,5
Koska lasinsulatuselektrodin 5 kautta johtuu huomattava lämpövirta sen kanssa kontaktissa olevaan, edellä mainittuun ohjaus-ja keskityskartioon 11, on kartio sen lämmönkestävyyden varmistamiseksi ja korrodoitumisen estämiseksi valmistettu edullisesti esim. lasinsulatuselektrodin pinnoittamiseen käytetystä superseoksesta esim. nikkelipohjaisesta ..25 INCONEL:sta.
Esillä olevan keksinnön toiminta ei kuten jo edellä todettiin edellytä toimiakseen tarkoitetulla tavalla välttämättä lasinsulatuselektrodin 5 juuren jäähdytystä on kuitenkin edullista järjestää juureen joko ohjain- tai keskityskartion 11 sisäpuolelle tai suoraan lasinsulatuselektrodin 5 kehälle suunnattu ilma- tai kaasujäähdytys (ei esitetty), jolloin voidaan 30 nestejäähdytystä edullisemmin pitää lasinsulatuselektrodin 5 uunin 1 ulkopuolella oleva osa kohtuullisissa lämpötila-arvoissa ja estää tarpeeton sekä ympäristöön että nosto- ja virtalähteisiin 8,9,10 siirtyvä lämpövirta.
Keksintöä on selostettu edellä vain esimerkin omaisesti sen erään edullisen toteutusmuodon avulla. Tällä ei ole luonnollisestikaan haluttu rajata keksintöä ja 35 kuten alan ammattimiehelle on selvää moninaiset variaatiot ja käyttösovellutukset ovat mahdollisia keksinnön ja oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (10)

1. Lasinsulatuselektrodi, joka on tarkoitettu etenkin joko täysin tai osittain sähkösulatusperiaatteella toimivassa lasin sulatusuunissa (1) toimimaan lasin sisällä 5 virran johteena, ja joka on sovitettu ulottumaan sulatusuunin seinämän ja/tai pohjan (2,3,6) läpi sulatusuunin ulkopuolelta sulatusuunin sisäpuolelle, tunnettu siitä, että sulatusuunin (1) ulkopuolelle ulkonevan lasinsulatuselektrodin (5) korrodoitumisen estämiseksi lasinsulatus-elektrodista (5) on päällystetty suojakerroksella (20) ainakin sulatusuunin (1) ulkopuolelle ulkoneva osa ilman hapen ja lasinsulatuselektrodimateriaalin (21) keskinäisen kontaktin 10 vähentämiseksi tai estämiseksi.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lasinsulatuselektrodi, tunnettu siitä, että suojakerrokseen (20) kuuluu olennaisesti ilman hapen pitävä materiaalikerros.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen lasinsulatuselektrodi, tunnettu siitä, että ilman hapen pitävä suojakerros (20) on tai siihen kuuluva ilman hapen pitävä 15 materiaalikerros on valittu ryhmästä, johon kuuluvat metallipinnoitteet, silisidipinnoitteet ja superseospinnoitteet.
4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen lasinsulatuselektrodi, tunnettu siitä, että suojakerros (20) on tai siihen kuuluu silisidipinnoilc, edullisesti kanlaalipin-noite.
5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen lasinsulatuselektrodi, tunnet- tu siitä, että suojakerros (20) on tai siihen kuuluu superseospinnoite, edullisesti nikkelipoh-jainen INCONEL™ tai kobolttipohjainen STELLTT™.
5 86356
6. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 1-5 mukainen lasinsulatuselektrodi, tunnettu siitä, että suojakerros on levitetty termiittisellä pinnoitusmenetelmällä, ja 25 että sen paksuus on enimmillään n. 1,5 mm, edullisesti liekkiruiskutuksella levitettynä välillä 0,5 -1,0 mm ja plasmaruiskutuksella levitettynä alle 0,5 mm.
7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen lasinsulatuselektrodi, tunnettu sulatusuunin (1) seinämässä ja/tai pohjassa olevan lasinsulatuselektrodin läpivientikanavan (7) kanssa samankeskeisestä lasinsulatuselektrodin (5) ohjain-ja keskitys- 30 kartioista (11), jossa on ensimmäinen avoin pääty, jossa on suojakerroksella (20) päällystetyn lasinsulatuselektrodin (5) ulkohalkaisijaa suurempi sisäänmenoaukko (12), ja toinen avoin pääty, jossa on olennaisesti suojakerroksella (20) päällystetyn lasinsulatuselektrodin (5) ulkohalkaisijaa vastaavaa ulosmenoaukko (13).
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen lasinsulatuselektrodi, tunnettu siitä, 35 että ohjain- ja keskityskartion (11) vaipan kartiomaisesti laajeneva ulkopinta sulkee 6 86356 läpivientikanavan (7) sisäpinnan ja lasinsulatuselektrodin (5) ulkopinnan välisen rengasmaisen tilan.
9. Patenttivaatimuksen 7 ja/tai 8 mukainen lasinsulatuselektrodi, tunnettu siitä, että ohjain- ja keskityskartion (11) suppeammassa päässä oleva elektrodin (5) 5 ulosmenoaukko (13) on mitoitettu vastaamaan, edullisimmin tiukalla, liukusovitteella elektrodin (5) läpimittaa.
10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-11 mukainen lasinsulatuselektrodi, tunnettu siitä, että elektrodin läpivientikanavan (7) sulkeva elektrodin (5) ohjain- ja keskityskartio (11) on superseosta, ja että sulatusuunin (1) seinämän tai pohjan läpi 10 ulottuvan lasinsulatuselektrodin (5) juureen on järjestetty kaasu- tai ilmajäähdytys. 7 86356
FI905894A 1990-11-29 1990-11-29 Smaeltningselektrod. FI86356C (fi)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI905894A FI86356C (fi) 1990-11-29 1990-11-29 Smaeltningselektrod.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI905894 1990-11-29
FI905894A FI86356C (fi) 1990-11-29 1990-11-29 Smaeltningselektrod.

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI905894A0 FI905894A0 (fi) 1990-11-29
FI905894A FI905894A (fi) 1992-04-30
FI86356B true FI86356B (fi) 1992-04-30
FI86356C FI86356C (fi) 1992-08-10

Family

ID=8531486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI905894A FI86356C (fi) 1990-11-29 1990-11-29 Smaeltningselektrod.

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI86356C (fi)

Also Published As

Publication number Publication date
FI905894A0 (fi) 1990-11-29
FI86356C (fi) 1992-08-10
FI905894A (fi) 1992-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4285789B2 (ja) 縦型電気炉
US7231788B2 (en) Method and device for refining a glass melt using negative pressure
US4347431A (en) Diffusion furnace
US7312422B2 (en) Semiconductor batch heating assembly
US3777040A (en) Protection of glass melting furnace electrode
CN109735814B (zh) 磁控溅射反应腔室的冷却组件及其磁控溅射设备
US20110207339A1 (en) Heat treatment apparatus and method of manufacturing semiconductor device
EP0519059B1 (en) Furnace electrode protector
WO2012091390A2 (en) Dry coating apparatus
FI86356B (fi) Smaeltningselektrod.
CN105349755A (zh) 一种应用于氢气退火炉反应管的密封及废气处理装置
US10215645B2 (en) Thermometer
EP2224020B1 (en) Retort furnace for heat and/or thermochemical treatment
US3828107A (en) Plasma smelting furnace
US4433419A (en) Electrode purge sleeve for glass melting furnaces
US3437807A (en) Ultraviolet sensitive flame detector in cooled housing
US4957431A (en) Heating mantle with a porous radiation wall
JP3341780B2 (ja) 真空蒸着装置用るつぼ
US5596598A (en) Electric melting device
JP3592629B2 (ja) 測温プローブ
CN220597694U (zh) 一种气氛炉体
JP2006261362A (ja) 基板処理装置
US4101726A (en) Water cooling jacket for induction furnace water bushing
JP2004020559A (ja) 雰囲気炉用熱電対
CN102156003A (zh) 热电偶总成和制造工艺

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: AHLSTROEM RIIHIMAEEN LASI OY