连续玄武岩纤维池窑用可移动式电极组件及其更换方法与流程

本发明涉及连续玄武岩纤维池窑中的电极组件，具体来说，涉及连续玄武岩纤维池窑用可移动式电极组件及其更换方法。

背景技术：

连续玄武岩纤维（Continuous Basalt Fibre，文中简称CBF或BF）是新兴的环保型无机纤维材料，具有轻质高强、耐高温、耐侵蚀、绝热隔音等优异性能，在航天航空、汽车船舶、土建交通等领域具有广泛用途，市场前景广阔。

生产连续玄武岩纤维的窑炉有燃气加热和电加热两种方式，相比较而言，电加热方式具有清洁、无污染、加热效率高、能耗低的特点，并且可以进行深层加热，适合熔融玄武岩等黑色熔体，也适合大容量池窑的加热。目前国内使用电加热的生产企业大多是小规模的单元窑炉生产方式，电极大多采用的板状电极。现有技术中存在的问题是：要么窑炉的耐火材料受到严重侵蚀而损坏无法工作，导致停炉；要么是因为板状电极又无法推进，当电极被侵蚀严重消耗时而无法工作，导致停炉，这也是导致停炉的主要因素。也就是说，在现有的玄武岩纤维行业中，当电极被侵蚀消耗后，整个池窑就无法正常工作，就必须停炉，重新建造池窑。这样就造成设备浪费严重，并因拆炉、装炉、调试而影响生产作业的稳定性，也影响了生产效率和经济效益。

技术实现要素：

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种连续玄武岩纤维池窑用可移动式电极组件及其更换方法，在电极被严重侵蚀后，可推进更换新的电极，不需要停炉，从而大大降低了生产成本，确保连续玄武岩纤维的可持续生产。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明实施例采用如下的技术方案：

一种连续玄武岩纤维池窑用可移动式电极组件，该电极组件包括电极棒、护套和冷却套筒，冷却套筒位于池窑外侧的一端设有进水口和出水口，护套套装在电极棒上，护套位于冷却套筒中；使用时，冷却套筒固定连接在池窑壁中，护套的一端伸出冷却套筒，并位于池窑壁中，电极棒的一端伸出护套，并伸入池窑内腔的熔液中，电极棒的另一端位于护套和冷却套筒的外侧。

作为优选例，所述的用于玄武岩纤维池窑的电极组件，还包括密封件，密封件固定连接在电极棒位于池窑外侧的一端，密封件密封电极棒和护套之间的空隙。

作为优选例，所述的密封件包括法兰和盖板，法兰固定连接在电极棒位于池窑外侧的一端，且盖板固定连接在法兰上。

作为优选例，所述的用于玄武岩纤维池窑的电极组件，还包括密封层，密封层位于盖板和法兰之间。

作为优选例，所述的密封层由石棉、玻璃粉末中的一种或两种材料制成。

作为优选例，所述的电极棒的一端设有凹槽，凹槽内设有内螺纹；电极棒的另一端设有凸台，凸台上设有外螺纹，凸台的外螺纹与凹槽的内螺纹适配。

一种玄武岩纤维池窑中的电极更换方法，该方法包括以下过程：首先停止向冷却套筒的进水口中通入冷却水，将密封件从正在使用的第一电极棒上取出，然后将第二电极棒的一端连接在第一电极棒位于池窑外侧的一端，接着将第二电极棒推入池窑中，随后将密封件连接在第二电极棒位于池窑外侧的一端，再重新向冷却套筒的进水口中通入冷却水，第二电极棒开始工作，完成对第一电极棒的更换；待第二电极棒熔化后，采用上述方法将下一根电极棒连接在正在使用的电极棒的一端，并向池窑中推入下一根电极棒；以此循环，直至池窑停止工作。

作为优选例，所述的密封件包括法兰和盖板，法兰固定连接在电极棒位于池窑外侧的一端，且盖板固定连接在法兰上。

作为优选例，所述的电极棒为钼或钨钼圆棒状电极。

作为优选例，所述的电极棒的一端设有凹槽，凹槽内设有内螺纹；电极棒的另一端设有凸台，凸台上设有外螺纹，凸台的外螺纹与凹槽的内螺纹适配。

有益效果：与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：本发明实施例的电极组件及其更换方法，在电极被严重侵蚀后，可推进更换新的电极，不需要停炉，从而大大降低了生产成本，确保连续玄武岩纤维的可持续生产。本发明实施例的电极组件包括电极棒、护套和冷却套筒。当电极棒损耗到一定程度时，将新的电极棒接入正在使用的电极棒位于池窑外侧的一端，并推动后接的电极棒，进入池窑内腔中，即完成电极棒的更换。在更换电极棒过程中，不必关闭池窑，通过接入新的电极棒，可以继续使用池窑，从而降低的建设成本。这解决了由于钼电极损耗而导致停炉的重大问题。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例中冷却套筒的结构示意图；

图3是本发明实施例中法兰的结构示意图。

图中有：电极棒1、护套2、冷却套筒3、进水口301、出水口302、法兰4、盖板5、池窑内衬砖6。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明实施例的技术方案进行详细的说明。

如图1所示，本发明实施例提供的连续玄武岩纤维池窑用可移动式电极组件，包括电极棒1、护套2和冷却套筒3。冷却套筒3位于池窑外侧的一端设有进水口301和出水口302。护套2套装在电极棒1上，护套2位于冷却套筒3中。使用时，冷却套筒3固定连接在池窑壁中，护套2的一端伸出冷却套筒3，并位于池窑壁中。电极棒1的一端伸出护套2，并伸入池窑内腔的熔液中，电极棒1的另一端位于护套2和冷却套筒3的外侧。

安装上述结构的电极组件时，冷却套筒3固定连接在池窑的壁面中。优选地，冷却套筒3安装在池窑衬砖外侧及池窑外层保温砖中。护套2套装在电极棒1上，护套2位于冷却套筒3中。护套2的一端伸出冷却套筒3，并伸入池窑壁中。优选的，护套2的一端安装在池窑内衬砖6中。电极棒1的一端伸出护套2，并伸入池窑内腔的熔液中，电极棒1的另一端位于池窑的外侧。工作时，冷却套筒3中通入冷却水，通过冷却套筒3的进水口301和出水口302，冷却水在冷却套筒3中流动。电极棒1接上电源后，产生热量，对池窑中的玄武岩熔液进行加热。由于电极棒1处于高温，所以原先套装在电极棒1上的护套2受热膨胀，脱离电极棒1，而贴覆在冷却套筒3的内壁上。电极棒1和护套2之间形成空隙。池窑内的熔液流入空隙中。由于冷却套筒3对护套2不断进行冷却，使得流入空隙中的熔液凝固。空隙中凝固的玄武岩熔液起到阻隔外界空气进入池窑的作用。

护套2可防止位于护套2中的电极棒1被氧化。电极棒1穿过护套2。电极棒1一端在熔炉内，被高温反灌进来的熔体冷凝后阻止了氧化。电极棒1另一端由石棉或玻璃粉封堵，再加法兰和盖板进一步加强封堵，阻止了外面空气的进入，而杜绝了电极棒1的氧化。电极棒1为钼或钨钼圆棒状电极。钼电极在有空气或氧气的条件下，400℃即发生剧烈氧化而气化，被侵蚀的非常严重。

本实施例的电极组件在正常工作时，位于最外层的冷却套筒3通水冷却内部的护套2和电极棒1，防止位于电极棒1最内层的钼电极被高温氧化。工作一定时间后，电极棒1在窑炉内部的一端由于与玄武岩熔体接触，经过长时间的高温化学反应而导致其损耗。当损耗达到一定程度时，需要向窑炉内补充电极。具体工作方法将在下面的实施例中具体介绍。

作为优选例，所述的用于玄武岩纤维池窑的电极组件，还包括密封件，密封件固定连接在电极棒1位于池窑外侧的一端，密封件密封电极棒1和护套2之间的空隙。通过设置密封件，使得池窑外侧的空气不易进入电极棒1和护套2之间的空隙中。如果进入空气，钼电极在有氧气的条件下，在400℃高温下，发生剧烈氧化而气化，被侵蚀的非常严重。

作为优选例，所述的密封件包括法兰4和盖板5，法兰4固定连接在电极棒1位于池窑外侧的一端，且盖板5固定连接在法兰上。在正常使用时，电极棒1产生热量，原先套装在电极棒1上的护套2受热膨胀，脱离电极棒1，而贴覆在冷却套筒3的内壁上。这样，电极棒1和护套2之间产生空隙，为避免池窑外界的空气进入电极棒1和护套2之间的空隙，电极棒1和空气在高温环境中发生氧化反应，在电极棒1位于池窑外侧的一端装上法兰4，并将盖板5安装在法兰4上，使得法兰4和盖板5的配合使用阻隔电极棒1和护套2之间的空隙与池窑外界。

作为优选例，所述的密封件还包括密封层，密封层位于盖板和法兰之间。设置密封层是为了提高密封件的密封性能。密封层由石棉、玻璃粉末中的一种或两种材料制成。

密封件除了上述法兰和盖板的配合使用外，只要能够密封池窑外界与电极棒1和护套2之间的空隙就可以。本领域技术人员根据掌握的相关技术知识，能够选择其他密封件结构来实现此等功能。本实施例优选法兰和盖板，还由于电极棒1后续需要更换，法兰和盖板容易拆卸，且能够重复使用。

为了便于电极棒1的更换，所述的电极棒1的一端设有凹槽，凹槽内设有内螺纹；电极棒1的另一端设有凸台，凸台上设有外螺纹，凸台的外螺纹与凹槽的内螺纹适配。当需要更换电极棒1时，新的电极棒一端的凸台旋转进入被更换的电极棒一端的凹槽中，并推动电极棒1，使得新的电极棒1替换原先的电极棒1。

当玄武岩纤维池窑中含有上述实施例结构的电极组件后，当电极棒损耗到一定程度时，需要更换电极棒时，可采用下面实施例的方法。

一种玄武岩纤维池窑中的电极更换方法，该方法包括以下过程：首先停止向冷却套筒3的进水口301中通入冷却水，将密封件从正在使用的第一电极棒上取出，然后将第二电极棒的一端连接在第一电极棒位于池窑外侧的一端，接着将第二电极棒推入池窑中，随后将密封件连接在第二电极棒位于池窑外侧的一端，再重新向冷却套筒3的进水口301中通入冷却水，第二电极棒开始工作，完成对第一电极棒的更换；待第二电极棒熔化后，采用上述方法将下一根电极棒连接在正在使用的电极棒的一端，并向池窑中推入下一根电极棒；以此循环，直至池窑停止工作。

上述实施例的更换方法中，当电极棒损耗到一定程度时，将新的电极棒接入正在使用的电极棒位于池窑外侧的一端，并推动后接的电极棒，进入池窑内腔中，即完成电极棒的更换。在更换过程中，护套2和冷却套筒3不更换，仅仅是换电极棒1。

为了便于电极棒1的更换，所述的电极棒1的一端设有凹槽，凹槽内设有内螺纹；电极棒1的另一端设有凸台，凸台上设有外螺纹，凸台的外螺纹与凹槽的内螺纹适配。当需要更换电极棒1时，新的电极棒一端的凸台旋转进入被更换的电极棒一端的凹槽中，并推动电极棒1，使得新的电极棒1替换原先的电极棒1。

作为优选例，所述的密封件包括法兰4和盖板5，法兰4固定连接在电极棒1位于池窑外侧的一端，且盖板5固定连接在法兰上。在正常使用时，电极棒1产生热量，原先套装在电极棒1上的护套2受热膨胀，脱离电极棒1，而贴覆在冷却套筒3的内壁上。这样，电极棒1和护套2之间产生空隙，为避免池窑外界的空气进入电极棒1和护套2之间的空隙，电极棒1和空气在高温环境中发生氧化反应，在电极棒1位于池窑外侧的一端装上法兰4，并将盖板5安装在法兰4上，使得法兰4和盖板5的配合使用阻隔电极棒1和护套2之间的空隙与池窑外界。

该实施例的方法，在电极棒损耗严重时，不必关闭池窑，通过接入新的电极棒，可以继续使用池窑，从而降低的建设成本。这解决了由于钼电极损耗而导致停炉的重大问题。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述具体实施例的限制，上述具体实施例和说明书中的描述只是为了进一步说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由权利要求书及其等效物界定。