NO160407B

NO160407B - FRAME FRAME.

Info

Publication number: NO160407B
Application number: NO84844925A
Authority: NO
Inventors: Gert Arne Johansson
Original assignee: Johansson Gert A
Priority date: 1983-05-05
Filing date: 1984-12-10
Publication date: 1989-01-09
Also published as: NO844925L; AU2698884A; NO160407C

Description

Apparat for behandling av smeltet glass. Apparatus for processing molten glass.

Oppfinnelsen vedrører apparat for behandling av smeltet glass, hvilket apparat er utstyrt med sintrede legemer, spesielt i form av elektroder, som under behandlingen kommer i kontakt med glassmelten og apparatet er karakterisert ved at i det minste den del av hvert sinterlegeme som kommer i berøring med glassmelten er anordnet således at legemet holdes stadig neddykket i glassmelten og at legemet består av et tilnærmelsesvis porefritt sinterlegeme av fra 80 til 98 vektprosent, fortrinnsvis ca. 90 vektprosent av silicider av molybden og/eller volfram, mens resten utgjøres av en eller flere oksydkomponenter. The invention relates to an apparatus for processing molten glass, which apparatus is equipped with sintered bodies, especially in the form of electrodes, which during the treatment come into contact with the glass melt and the apparatus is characterized in that at least the part of each sintered body that comes into contact with the glass melt is arranged so that the body is kept constantly immersed in the glass melt and that the body consists of an approximately pore-free sinter body of from 80 to 98 percent by weight, preferably approx. 90 percent by weight of silicides of molybdenum and/or tungsten, while the rest is made up of one or more oxide components.

En har allerede tidligere foreslått anvendelse av elektroder for direkte oppvarming av glass. Herved oppnås betydelige fordeler, sammenliknet med oppvarming med gass eller olje, og likeledes sammenliknet med indirekte oppvarming med elektriske motstandselementer. Som elektrodemateriale har en i enklere tilfelle benyttet seg av jern, som imidlertid har ulempen at det gir en uønsket farging av glassmelten. En har også foreslått anvendelsen av molybdenelek-troder, som imidlertid er meget dyre i innkjøp og dessuten krever kompliserte anordninger for beskyttelse mot oksydasjon, hvorfor installa-sjonsomkostningene blir høye. One has already previously proposed the use of electrodes for direct heating of glass. Significant advantages are thereby achieved, compared to heating with gas or oil, and likewise compared to indirect heating with electric resistance elements. In simpler cases, iron has been used as electrode material, which, however, has the disadvantage that it causes an unwanted coloring of the glass melt. One has also proposed the use of molybdenum electrodes, which, however, are very expensive to purchase and also require complicated devices for protection against oxidation, which is why the installation costs are high.

Foreliggende oppfinnelse har til hensikt å unngå de nevnte ulemper, og materialet ifølge oppfinnelsen utmerker seg for dette formål hovedsakelig derved, at i det minste ved de deler som ved anvendelsen kommer i berøring med glassmelten, i hovedsak består av et metallsilicid av metaller fra 4.—6. gruppe, fortrinnsvis molybdensilicid eller wolframsilicid. The present invention aims to avoid the aforementioned disadvantages, and the material according to the invention is distinguished for this purpose mainly by the fact that, at least in the parts which during use come into contact with the glass melt, essentially consist of a metal silicide of metals from 4. —6. group, preferably molybdenum silicide or tungsten silicide.

Oppfinnelsen kommer i det følgende å for-klares nærmere med henvisning til vedlagte teg-ninger. The invention will be explained in more detail below with reference to the attached drawings.

Fig. 1 på tegningen viser i gjennomskjæring en feeder 10 for glass, som 1 to motstående side-vegger er forsynt med elektroder 11 for direkte oppvarming av glasset. Fig. 1 in the drawing shows a cross-section of a feeder 10 for glass, the two opposite side walls of which are provided with electrodes 11 for direct heating of the glass.

Hver av elektrodene 11 er anbragt på en be-tryggende avstand under glassets overflate 10A, slik at det med sikkerhet blir forhindret at luft-surstoffet får adgang til de i drift ved høy temperatur opphetede elektroder. Denne avstand va-rierer med betingelsene, men kan sies å være minst ca. 1,25 cm, fortrinnsvis minst 5 cm, under glassets øvre begrensningsoverflate. Each of the electrodes 11 is placed at a safe distance below the surface 10A of the glass, so that it is safely prevented that the air-oxygen gets access to the electrodes heated in operation at a high temperature. This distance varies with the conditions, but can be said to be at least approx. 1.25 cm, preferably at least 5 cm, below the upper limiting surface of the glass.

Elektrodene 11 kan utgjøres av staver med et passende tverrsnitt, som er likt etter hele lengden. I det viste eksemplet utgjøres elektrodene av staver med rundt tverrsnitt med en tyk-kere indre endedel 11A og en smalere tilleder 11B, på hvilket der er fastklemt et elektrisk til-koblingsstykke 12. På tillederen 11B er påsatt en hylse 13 av keramisk materiale, som tjener til styring og varmeisolering. The electrodes 11 can be made up of rods with a suitable cross-section, which is the same along the entire length. In the example shown, the electrodes consist of rods with a round cross-section with a thicker inner end part 11A and a narrower lead 11B, on which an electrical connecting piece 12 is clamped. A sleeve 13 of ceramic material is attached to the lead 11B, which serves for control and thermal insulation.

Fig. 2 likner fig. 1, men viser elektrodene i en noe modifisert utforming. Fig. 2 på tegningen viser en analog anordning hvor imidlertid elektrodene 16 er jevntykke over hele sin lengde, og er innpasset med klaring i hvert sitt sylinderfor-mede hull 17 i ovnsveggen. Elektrodene 16 er forsynt med gjengede hull 18 resp. 19, hvori-gjennom nye elektroder uten avbrytelse kan bli skrudd fast på enden av en delvis forbrukt elektrode og mates inn i ovnen, slik som antydet for elektroden 20 i fig. 2. Det fremgår at elektrodene er løst innskjøvet i hver sin åpning 14 resp. 17 med en noe større diameter enn ytterdiameteren for den tykke elektrodeenden 11A resp. 16. Glass-massen 10 kommer derfor til å trenge noe ut mellom elektrodeenden 11A resp. elektroden 16 og innsiden av åpningen 14 resp. 17, som vises ved 15, og stivner herved suksessivt, hvorved selvtetning oppnås. Ved utnyttelse av dette selv-tetningsprinsippet blir elektrodene utbyttbare under drift, og kan naturligvis ved behov skyves inn resp. dras ut noe eller vris, om så måtte ønskes. Fig. 2 is similar to fig. 1, but shows the electrodes in a somewhat modified design. Fig. 2 in the drawing shows an analogous device where, however, the electrodes 16 are of uniform thickness over their entire length, and are fitted with clearance in each of the cylinder-shaped holes 17 in the furnace wall. The electrodes 16 are provided with threaded holes 18 or 19, through which new electrodes can without interruption be screwed onto the end of a partially consumed electrode and fed into the furnace, as indicated for the electrode 20 in fig. 2. It appears that the electrodes are loosely pushed into each opening 14 or 17 with a somewhat larger diameter than the outer diameter of the thick electrode end 11A or 16. The glass mass 10 will therefore protrude somewhat between the electrode end 11A or the electrode 16 and the inside of the opening 14 resp. 17, which is shown at 15, and thereby solidifies successively, whereby self-sealing is achieved. By utilizing this self-sealing principle, the electrodes become replaceable during operation, and can of course be pushed in or pull something out or twist, if desired.

Skjøtning ved hjelp av gjenging er en me-tode som muligens er mindre egnet ved feeders, men som kan finne anvendelse ved andre anven-delser som f. eks. i smelteovner, hvor elektrodene ettersom de forbrukes i smeltebadet suksessivt skyves inn, og på dette viset kan fungere konti-nuerlig. Splicing by means of threading is a method which is possibly less suitable for feeders, but which can find application in other applications such as e.g. in melting furnaces, where the electrodes, as they are consumed in the melting bath, are successively pushed in, and in this way can function continuously.

En elektrode, som ifølge oppfinnelsen har vist seg spesielt egnet, har følgende sammenset-ning: 90 vektprosent molybdensilicid og 10 vektprosent av en glassaktig oksydkomponent inne-holdende ca. 90 vektprosent Si02 og resten hovedsakelig A1203, CaO, MgO og NaaO. Ifølge oppfinnelsen er det formålstjenlig å tilsette massen ca. 5 vektprosent leire fra montmorril-lonitgruppen, fortrinnsvis bentonit, i hensikt å lette dannelsen av porefrie materialer. An electrode, which according to the invention has proved particularly suitable, has the following composition: 90 weight percent molybdenum silicide and 10 weight percent of a glassy oxide component containing approx. 90% by weight SiO2 and the rest mainly Al2O3, CaO, MgO and NaaO. According to the invention, it is expedient to add the mass approx. 5% by weight of clay from the montmorillonite group, preferably bentonite, in order to facilitate the formation of pore-free materials.

Elektrodens diameter er 25 mm og ved frem-stilling av soda-kalkglass, hvor temperaturen var 1350° C, gikk det gjennom elektroden en strøm på 3 ampére pr. cm2, i den delen av elektrodens overflate som var i kontakt med det smeltede glasset. The diameter of the electrode is 25 mm and during the production of soda-lime glass, where the temperature was 1350° C, a current of 3 amperes per second passed through the electrode. cm2, in the part of the electrode's surface that was in contact with the molten glass.

Elektrodens porøsitet bør være lav. Eksperi-menter har påvist at oppløsningshastigheten i The porosity of the electrode should be low. Experiments have shown that the dissolution rate i

glass synker med avtagende porøsitet, og i prak-sis er en porøsitet lavere enn 1,5 % egnet, men bedre resultat oppnås med en porøsitet under 0,5 %. Den lave porøsiteten virker også formålstjenlig på de delene av elektroden som er utsatt for temperaturer i luft i området 300—800° C, fordi de såkalte pestangrepene minsker med avtagende porøsitet. Det synes å være mulig å til-virke elektrodene i flere deler, slik at f. eks. bare de indre delene består av materiale av den oven-for angitte beskaffenhet, mens de ytre delene, som ikke kommer i berøring med den varme glassmelten, resp. ikke er utsatt for ekstremt høye temperaturer, består av andre mer vanlige materialer. Eventuelt kunne elektrodene anbrin-ges som beskyttelsesrør på staver av andre materialer enn de som omfattes av oppfinnelsen. glass decreases with decreasing porosity, and in practice a porosity lower than 1.5% is suitable, but better results are obtained with a porosity below 0.5%. The low porosity also works well on those parts of the electrode which are exposed to temperatures in air in the range 300-800° C, because the so-called plague attacks decrease with decreasing porosity. It seems possible to manufacture the electrodes in several parts, so that e.g. only the inner parts consist of material of the above-mentioned nature, while the outer parts, which do not come into contact with the hot glass melt, resp. are not exposed to extremely high temperatures, consist of other more common materials. Optionally, the electrodes could be placed as protective tubes on rods of other materials than those covered by the invention.

Materialene ifølge oppfinnelsen utmerker seg ikke bare ved motstand mot angrep av glass ved høy temperatur, men er også resistente mot luftens oksydasjon ved alle temperaturer opp til 1700° C. De krever derfor ikke som f. eks. molybden-metall noen spesiell kjøling av de delene som er utsatt for luftens innvirkning. Derimot er de ikke bestandige mot samtidig innvirkning av såvel smeltet glass som luft. The materials according to the invention are not only distinguished by their resistance to attack by glass at high temperature, but are also resistant to air oxidation at all temperatures up to 1700° C. They therefore do not require, e.g. molybdenum metal some special cooling of the parts exposed to the influence of the air. On the other hand, they are not resistant to the simultaneous impact of both molten glass and air.

Oppfinnelsen er beskrevet hovedsakelig under henvisning til elektrodelegemer, men som nevnt er den ikke begrenset til disse, idet samme s<y>nspunkter kan gjøres gjeldende for f. eks. py-rometerbeskyttelsesrør, rørere og liknende. The invention is described mainly with reference to electrode bodies, but as mentioned it is not limited to these, since the same points can be applied to e.g. pyrometer protection tubes, stirrers and the like.

Claims

1. Apparatus for processing molten glass, which apparatus is equipped with sintered bodies, especially in the form of electrodes which during the treatment come into contact with the glass melt, characterized in that at least the part of each sintered body that comes into contact with the glass melt is arranged so that the body is kept constantly immersed in the glass melt and that the body consists of an approximately pore-free sintered body of from 80 to 98 percent by weight, preferably approx. 90% by weight of silicides of molybdenum and/or tungsten, while the rest is made up of one or more oxide components.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the body is made from a fine-grained powder mixture of two components, where one component (A) constitutes approx. 90 percent by weight and the second component (B) makes up approx. 10 percent by weight, with component (A) consisting of molybdenum silicide in the form of a mixture of approx. 90% MoSi2 and 10% Mo5Si3, while component (B) mainly consists of Si02 > a small amount of Al203 as well as small amounts of Fe203, CaO, M0O3, MgO, Na20 and K20, and that the porosity is lower than 1.5%, preferably 0.5%.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the component (B) contains an addition of clay from the montmorillonite group, preferably bentonite, with the aim of facilitating the production of pore-free materials.