一种玻璃电熔炉用电极高温侵蚀性的测试装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于玻璃制造领域，涉及玻璃电熔炉用电极的侵蚀性测试，具体的说是一 种玻璃电熔炉用电极高温侵蚀性的测试装置及方法。
【背景技术】
[0002] 玻璃电熔窑炉由于其高效、高品质、污染少以及易于自动控制等特点，近年来在我 国得到了快速发展。现有的电熔炉根据熔融玻璃离子的导电特性，把电极浸入玻璃液中，利 用焦耳效应，在载体内部使电能变成热能，实现对玻璃的熔制。玻璃电熔炉使用到中后期， 因玻璃液的冲刷及氧化侵蚀，电极顶部变尖缩短，电极在玻璃液内的表面积变小，出现供电 困难，从而造成熔化质量不稳定。而且当需要快速升温时，也无法保证升温速度和工作温 度。
[0003] 电极作为玻璃电熔窑炉上最重要的材料之一，电极材料耐高温玻璃液侵蚀性是考 察其质量的一个重要指标，因此了解玻璃电熔电极材料的高温侵蚀性能对玻璃窑炉设计、 玻璃熔炼工艺等具有十分重要的意义。对于玻璃电极材料加持工作电压下的耐高温玻璃液 侵蚀性测试没有公开的报道，也没有相关测试方法可依，因此目前迫切需要一种测试电极 材料高温侵蚀性的高可靠性测试装置和方法。
【发明内容】
[0004] 为了测试玻璃电熔窑炉用电极耐高温玻璃液的侵蚀性，本发明设计了一种测试 装置和测试方法，采用温控的硅钥棒加热炉加热玻璃液模拟电极熔融玻璃升温的过程、 借助旋转底座实现玻璃液的均化、利用玻璃液电阻受温度影响的原理实现电极材料在 1200°C -1600°C温度下抗高温玻璃液侵蚀性的测量，结构简单、实用方便、具有较高的可靠 性和稳定性，填补了此类测量设备和测量方法的空白。
[0005] 本发明的主要发明点是：采用温控的硅钥棒加热炉加热玻璃液模拟电极熔融玻璃 升温的过程、借助旋转底座实现玻璃液的均化、利用玻璃液电阻受温度影响的原理实现电 极材料在1200°C -1600°C温度下抗高温玻璃液侵蚀性的测量，从而获得电极材料在工作电 压下抗高温玻璃液的侵蚀性能，便于正确估算电极的损耗，对玻璃窑炉设计、玻璃熔炼工艺 等具有十分重要的意义；且本测试装置和方法结构简单、实用方便、具有较高的可靠性和稳 定性，填补了此类测量设备和测量方法的空白。
[0006] 本发明的技术方案是：一种玻璃电熔炉用电极高温侵蚀性的测试装置，结构中包 括可控式预热炉，关键在于：所述测试装置中还包括设在预热炉内的可升降调节的旋转底 座上、盛放玻璃液的坩埚，两根待测电极借助于定位在电极上端的钼金端子和导线连接在 动力电源的输出端口上，两根待测电极定位在炉盖上。
[0007] 两根待测电极穿过炉盖插入坩埚中的侵蚀玻璃液中，每根待测电极位于炉盖上的 端头设置有两个接线端子，待测电极A与待测电极B的一组接线端子AU Bl间并联电压 表组成电压测量电路，另一组接线端子A2、B2间串联电流表、开关和可实现变压输出的动 力电源组成电流测量电路；通过温控的硅钥棒加热炉加热玻璃液模拟电极熔融玻璃升温 的过程，利用玻璃液电阻受温度影响的原理，并借助电压、电流测量电路实现电极材料在 1200°C -1600°c温度下抗高温玻璃液侵蚀性的测量。
[0008] 本发明还提供了一种玻璃电熔炉用电极高温侵蚀性的测试方法，该方法基于以下 测试装置：在预热炉内设置可升降调节的旋转底座、旋转底座上设置盛放玻璃液的坩埚，将 两根待测电极定位在炉盖上、并借助于定位在待测电极上端的接线端子和导线连接在动力 电源的输出端口上，所述方法包括以下步骤： a、 组装测试电路：在两个待测电极之间分别并联电压表、串联电流表； b、 测试：将预热炉升温至玻璃熔化温度T2，升高旋转底座使待测电极插入玻璃液内 30-40mm，在待测电极上加7-24V交流电压，记录电压表和电流表的测量值U t2和IT2，计算出 温度T2时玻璃液电阻Rt2= UT2/ ΙΤ2;然后将预热炉的炉温调整至玻璃的工作点温度T i，在待 测电极上加持220-380V交流电压，分别记录电压表和电流表测量值Un、In，计算出此时玻 璃液电阻R n= UT1/IT1，通过微调整炉温使Rn~Rt2，在此种状态下保持所需的实验时间t; c、 将旋转底座降低，待测电极升至玻璃液液面以上，预热炉自然降至室温，取出待测电 极，分别测量液面处厚度g2和液面下1/2处厚度h2,按照下式计算待测电极的高温侵蚀 量： 液面线处侵蚀量Ge f丨 (I) 式中，Gc为液面线处的侵蚀量，单位mm， gl为实验前待测电极液面处的厚度，单位mm， g2为实验后待测电极液面处的厚度,单位mm, 液面线下二分之一处的侵蚀量He = - U+.l (II) 式中，He为液面线下二分之一处的侵蚀量，mm， hi为实验前待测电极液面线下二分之一处的厚度，mm， h2为实验后待测电极液面线下二分之一处的厚度，mm。
[0009] 本发明的有益效果是：1、采用温控的硅钥棒加热炉加热玻璃液模拟电极熔融玻璃 升温的过程、借助旋转底座实现玻璃液的均化、利用玻璃液电阻受温度影响的原理实现电 极材料在1200°C -1600°C温度下抗高温玻璃液侵蚀性的测量，结构简单、实用方便、具有较 高的可靠性和稳定性。2、采用钼接线端子，不容易被高温玻璃液腐蚀、稳定性好，可有效避 免对测量的影响，减少误差，测量精度高。3、借助调节杆带动的炉盖将待测电极置入侵蚀玻 璃液中，操作方便。4、借助旋转底座实现玻璃液的均化，避免玻璃液不均匀对电阻的影响， 提高测量精度。5、借助升降机构升降调节旋转底座，以调整坩埚内玻璃液与待测电极的相 对位置，便于重复测量，提高测量精度。
【附图说明】
[0010] 图1是本发明的结构示意图； 附图中，1是预热炉，1-2是旋转底座，1_3是?甘祸，1_4是炉盖，1_5是温度控制器，1_6 是电机，1-7-1是丝母座，1-7-2是旋转丝杠，1-7-3是手轮，2-1是待测电极Α，2-4是待测电 极B，2-1-1是接线端子Al，2-1-2是接线端子A2, 2-4-1是接线端子BI，2-4-2是接线端子 B2，2_2是电压表，2_3是电流表，3是电源，3_1是动力电源。
【具体实施方式】
[0011] 一种玻璃电熔炉用电极高温侵蚀性的测试装置，结构中包括可控式预热炉1，关键 在于：所述测试装置中还包括设在预热炉1内的可升降调节的旋转底座1-2上、盛放玻璃液 的坩埚1-3,两根待测电极借助于定位在电极上端的钼金端子和导线连接在动力电源3-1 的输出端口上，两根待测电极定位在炉盖1-4上。
[0012] 所述可升降调节的旋转底座1-2的自由度是借助驱动电机1-6和升降机构实现 的，该升降机构包括丝母座1-7-1、旋转丝杠1-7-2及置于旋转丝杠1-7-2上的手轮1-7-3， 驱动电机1-6设置在丝母座1-7-1上。转动手轮1-7-3,旋转丝杠1-7-2驱动丝母座1-7-1 带动电机1-6和旋转底座1-2升降。
[0013] 每根待测电极上端头设置两个连线用的钼金端子，测试电路包括待测电极A 2-1 与待测电极B 2-4的一组接线端子A1、B1 2-1-U2-4-1间并联电压表2-2组成的电压测量 电路、及另一组接线端子A2、B2 2-1-2、2-4-2间串联电流表2-3、开关和动力电源3-1组成 的电流测量电路。
[0014] 为了便于控制和调节测试温度，可控式预热炉1采用设置有温度控制器1-5的硅 钥棒加热炉。
[0015] 为了便于控制和调节测试电压，动力电源3-1借助变压器可输出7-24V和 220-380V 电压。
[0016] 所述坩埚1-3制造材料为99%以上的氧化错，其1200°C -1600°C之间的电阻率大 于 1Χ104Ω · cm。
[0017] 所述待测电极A 2-1与待测电极B 2-4尺寸为3-5 X 25-30 X 80-90mm。
[0018] 所述炉盖1-4沿其径向设置有两个孔，