一种超高温耐侵蚀玻璃电熔炉内衬结构的制作方法

本发明属于玻璃电熔炉的技术领域，特别是涉及一种超高温耐侵蚀玻璃电熔炉内衬结构。

背景技术：

目前常规的电熔炉均采用电熔锆刚玉、锆英石或高锆质耐火材料作为内衬结构。但是这些耐火材料的耐高温性和抗侵蚀能力一般，特别是抗碱性玻璃的侵蚀能力较弱。如目前常用的玄武岩玻璃、低介电玻璃，其电熔炉的使用寿命通常不超过一年。

致密铬砖、铬锆刚玉砖(Cr₂O₃含量20％以上)具有良好的抗侵蚀能力和耐高温性能，但是其具有一定的着色能力，不能用于高透明度的玻璃饰品，目前广泛应用于普通玻璃纤维的窑炉内衬，这种窑炉均采用火焰熔化。但是低介电玻璃纤维、高强度玻璃纤维以及玄武岩纤维等由于熔化温度高，侵蚀大，其窑炉不能采用火焰熔化，只能采用全电熔炉熔化。但是，由于致密铬砖以及铬锆刚玉砖(Cr₂O₃含量20％以上)等具有良好的导电性能，为了避免耐火材料导电，目前都不采用作为电熔炉的内衬，因此玄武岩纤维等窑炉的使用寿命都非常短，不超过一年。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种超高温耐侵蚀玻璃电熔炉内衬结构，在利用导电耐火材料作为电熔炉的内衬提高电熔炉的耐高温性能和耐侵蚀性能的同时，避免导电耐火材料导电引起电熔炉短路的弊端。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种超高温耐侵蚀玻璃电熔炉内衬结构，包括电极、电极砖、第一非电极砖和第二非电极砖，所述电极砖和第二非电极砖采用导电耐火材料，所述第一非电极砖采用不导电或者低导电耐火材料，所述电极砖在周向上沿十字交叉的四个方向布置，所述电极通过电极砖插装并伸入到电熔炉内部，周向相邻的电极砖之间通过第一非电极砖和第二非电极砖间隔交错围合，所述电极砖和第二非电极砖与第一非电极砖在周向上呈间隔交错分布，所述电极砖各砖体之间、第二非电极砖各砖体之间、电极砖和第二非电极砖与第一非电极砖的砖体之间均设有2～5mm的砖缝，所述砖缝中铺设冷却风管，所述第一非电极砖沿径向的厚度小于电极砖和第二非电极砖的厚度，第一非电极砖的外壁设有冷却箱。

作为本发明一种优选的实施方式，所述导电耐火材料包括致密铬砖和Cr₂O₃含量30％以上的铬锆刚玉砖。

作为本发明另一种优选的实施方式，所述不导电或者低导电耐火材料包括高锆砖、锆英石砖、Cr₂O₃含量15％～25％的铬锆刚玉砖和铝铬砖。

作为本发明另一种优选的实施方式，所述周向相邻的电极砖之间依次通过第一非电极砖、第二非电极砖和第一非电极砖围合，所述电极砖和第二非电极砖的水平截面呈长方形，所述第一非电极砖的水平截面呈等腰梯形。

作为本发明另一种优选的实施方式，所述冷却箱采用冷却水进行冷却、设有进水管和出水管。

作为本发明另一种优选的实施方式，所述冷却箱采用冷风进行冷却、设有进风口和出风口。

作为本发明另一种优选的实施方式，所述电极插装到电极砖上以底插为主，配合侧插和顶插。

有益效果

由于致密铬砖等导电耐火材料具有良好的导电性，传统电熔炉不采用致密铬砖等导电耐火材料作为内衬，本发明采用致密铬砖等导电耐火材料作为电熔炉的内衬，充分发挥了致密铬砖等导电耐火材料具有的耐高温性能和耐侵蚀性能，能够将电熔炉的熔融温度从常规的1600℃提高到1750℃以上，而且能够显著提高电熔炉的使用寿命，实现常规玻璃电熔炉5年以上使用寿命，玄武岩玻璃熔炉2年以上使用寿命。同时，本发明的电熔炉内衬通过转角和电极斜插的结构设计，在保持电极之间距离不变的前提下增大导电耐火材料之间的距离，增大导电耐火材料之间的电阻，实现电极之间玻璃液的电阻小于导电耐火材料的电阻，消除或大大减弱导电耐火材料导电对电熔炉电场的影响；通过导电砖之间的砖缝设计以及冷却风管设置，提高导电耐火材料之间的电阻；将不导电或低导电的耐火材料厚度减少，提高电阻，并外设冷却箱加强冷却，进一步提高导电耐火材料之间的电阻，最终避免致密铬砖等导电耐火材料具有良好的导电性引起电熔炉短路的弊端。

附图说明

图1为本发明的水平剖面示意图。

图2为本发明电极砖、第一非电极砖和第二非电极砖的拼合示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1和图2所示的一种超高温耐侵蚀玻璃电熔炉内衬结构，包括电极1、电极砖2、第一非电极砖3和第二非电极砖4，电极砖2和第二非电极砖4采用致密铬砖，第一非电极砖3采用94％的高锆砖。

电极砖2在周向上沿十字交叉的四个方向布置，电极1通过电极砖2插装并伸入到电熔炉内部对玻璃进行加热熔融。电极1以底插为主，配合侧插和顶插，减缓应玻璃液对流对耐火材料的侵蚀。

周向相邻的电极砖2之间依次通过第一非电极砖3、第二非电极砖4和第一非电极砖3砌筑围合，电极砖2和第二非电极砖4的水平截面呈长方形，第一非电极砖3的水平截面呈等腰梯形，电极砖2和第二非电极砖4与第一非电极砖3在周向上呈间隔交错分布。通过这种转角和电极1斜插的结构设计，在保持电极1之间距离不变的前提下增大导电耐火材料之间的距离，增大导电耐火材料之间的电阻，实现电极之间玻璃液的电阻小于导电耐火材料的电阻，消除或大大减弱导电耐火材料导电对电熔炉电场的影响。

电极砖2各砖体之间、第二非电极砖4各砖体之间、电极砖2和第二非电极砖4与第一非电极砖3的砖体之间均设有3mm的砖缝5，砖缝5中铺设冷却风管6，提高导电耐火材料之间的电阻。

第一非电极砖3沿径向的厚度小于电极砖2和第二非电极砖4的厚度，第一非电极砖3的外壁设有冷却箱7，冷却箱7设有进水管8和出水管9向冷却箱7内部提供冷却水，保持冷却箱7的出水温度低于60℃。将不导电或低导电的耐火材料厚度减少，提高电阻，并外设冷却箱7加强冷却，进一步提高导电耐火材料之间的电阻。

使用这种内衬的电熔炉用于熔融低介电玻璃纤维，使用寿命达到了3年以上。