玻璃电熔及钼电极的四十年发展现状及未来展望.doc

综述与艘翔 玻璃电熔及钼电极的四十年发展现状及未来展望 李文富刘国辉徐克玷 钢铁研究总院难熔金属研究室 北京 100081 摘要，本文论述袖珍全电熔拉丝炉，料道电加热，辅助屯熔及全电熔技术国内发展过程，日前应 用情况．存在问题。指出应当发展钼板电极及大力推广全电熔炉J二装钮电极。 1玻璃电加热的发展历程 1．1袖珍全电熔炉 在1958年代我国玻璃纤维生产沿用前苏联全铂坩埚工艺，用Pt—IORh合金薄板 焊成封闭的整体坩埚，玻璃球放在坩埚里面，同大电流使坩埚体生成电阻热来融化 玻璃。每台坩埚l～用Pt—Rh合金约2-3Kg。当时中国不产Pt、Rh，全年产鼙不够一 台坩埚，用全坩埚拉丝是一条死路。从1963年开始，我们和南京玻纤院等单位合作。 按照国家指令，开始研究新拉丝工艺，目的在于用新拉丝工艺代替去铂拉丝工艺， 为玻纤的生存和发展找出新的出路。 历时近十载，研究、改进、完善， 最终发明具有中国特色的袖珍全电 熔炉拉丝新l：艺，玻纤行业称为铂 拉拉丝炉。 图l是袖珍全电熔炉结原理图。 图1．袖珍全电熔炉 炉体1=I!】层与玻璃接触部分用天然 白泡石．玻璃体的容积一般为 宽X深×K=(180—200)x(180—210)x(300—400)mm3。用无水冷防氧化保护钼 板电极供电，电极尺寸基本上为5×100×160nmm。炉底是Pt．10Rh船形漏板．底版 上有200个漏丝孔，漏丝孔的数最由生产工艺决定。 炉子用两台变压器供电，一台是融化部钼电极电源。中电压，中等电流。另一台是 漏板直接通电的电源，低电压一5V，大电流1500—2500A。 袖珍全电熔炉是我国 最早采_[}!f的电熔炉，历经了三十余年大生产的考验，是我过目前坩埚法生产玻璃纤 维唯一的生产炉，在线大约3000台，每台可少占用Pt-Rh合金1．5-1．7Kg。 当前铝电极价格太高，袖珍炉内铝电极工作一个炉令后，电极基本完好，应当 小心取出，电极仍然可以一[作一个炉令，可降低装炉成本，可惜的是由丁_这种炉烈 已经历了两代人，甚至于三代人，电极重复利川的技术在大部分工厂已经失传。 1．2玻璃熔窑供料道电加热 ．36-  综述与展望 供料道原先采用煤气，重油或轻柴油加热技术。热效率30％，污染、料滴温度 很难控制，温度不均匀，质量不稳定。 1982年7月在供刳道上试验用钼电极电加热。1984年夏我们在北京器皿厂利信 阳玻璃厂的窑炉供料道上正式实施锢电极自动控温电加热工艺。这是我国最早的投 产的料滴温度可自动控制的，恒温内热式电加热料道。这种加热方式的热效率可达 95％以上，没有污染，料滴温度可以自动控制在t。C～±2℃，优质高产。第一次安装 的电加热料道，全部投产在投产后3～5个月内就可以收回。由于用钼电极电加热料 道的技术先进，低投入高产出，在1984—1988年间取得了飞速发展。瓶罐、器皿、 玻壳、玻璃管、瓶胆等玻璃供料道均大量采用钼屯极电加热及恒温自控技术。1990 年代以后的技术改进集中在电控方面，目前自控水平能达到±l℃。 料道电加热钼电极有铜板电极，塞棒电极及钼棒电极。 1．2．1铝板电极 幽2是料道电加热专用的T形钼板电极。图3是钼板电极在料道中的安装位置 及电力线分布图。钼板电极的有效导电面积S按F式计算： S=a×b+1．6(a+b)c cm2 卜 图2 专J_|】钳板电极 图3．剌道中钼板电极发电力线分布 式中：a、b、c一钼板的宽度、长度和厚度。 电极的表面负荷条件下，最K电极寿命曾达到 6．5年。板电极在使用过程中有正常腐蚀， 电流密度恒定。设计寿命可以和炉令同等。 加热制度稳定，电流密度不会因事业能够时间增 长而加人，可确保玻璃不会生成二次气泡。 两相邻钼板电极安装中心距H一定要符合F式 H=I 2(b+L) 温虐6c 式中：L一钼板长度mm 酗4．供料道深度方向-【I的的分布 b一利道净宽r／Lrfl A电极通电前烧油 B停油通叱以后 ．37-  综述与磁颦 当b=410mm，L=300mm时，一对电极的加热宽度至少可达800mm，一条3240mm料道只 许安装3对铝板电极。在电加热料道中锢板电极的用量最少。 另外，由电极安装图可以看出，导电板与料道侧壁的距离一般控制在5mm左右， 电流穿过料道横截面，整个横截面都被电流加热。由于电流走向与料道侧壁垂直， 这样就消除了料道侧壁附近的冷边层流带，确保沿横截面方向上的温度均匀性。 料道板电极的钼板宽度是100—110ram，玻璃液埋深30mm，不同部位占料道深 度50～80％，加热深度可达到料道总深度的80—90％。因而在整个深度方向的温度分 布更均匀合理，参看图4。该图是料道深度方向上的静态实测温度。 l-2．2塞棒电极 是钼棒电极的一分芝，钼棒很短，在料道中的长度一般只有80rnm