玻璃窯爐設(shè)計(jì)電極水套的問(wèn)題在電極的推進(jìn)過(guò)程。依照電極的推進(jìn)設(shè)計(jì),一般每3個(gè)月需要推進(jìn)一次,每7年才推進(jìn)一次,如FIC設(shè)計(jì)的浮法窯爐中。推進(jìn)時(shí)間差異如此大,主要是由于玻璃種類,熔化率,特別是推進(jìn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)決定的。電極水套通常損壞在推進(jìn)過(guò)程中,原因主要是為了能推進(jìn)電極,需要關(guān)閉冷卻水,從而使水套整體溫度上升,導(dǎo)致水套附近固化的玻璃軟化達(dá)到推進(jìn)的目的。幾乎所有的電極水套都是由耐熱不銹鋼制作,需要承受1100℃的高溫。然而,在推進(jìn)水套后,問(wèn)題出現(xiàn)在水套的再次進(jìn)水。因?yàn)樗浊岸藴囟雀哌_(dá)1100℃,冷卻水需要非常緩慢的加入,以防止巨大溫差造成的損害。然而,由于窯爐操作工在電極推進(jìn)過(guò)程中已經(jīng)又熱又疲勞,希望早點(diǎn)結(jié)束該項(xiàng)工作,在實(shí)際操作過(guò)程中往往總是不夠緩慢的進(jìn)水。
在推進(jìn)電極時(shí),引進(jìn)的冷卻水到達(dá)水套的高溫部分后,將產(chǎn)生不易被觀察到的熱蒸汽,很容易燙傷旁邊操作工。不管怎樣,冷卻水仍然需要緩緩引入,有些公司利用空氣冷卻系統(tǒng)來(lái)緩解這個(gè)過(guò)程。隨著時(shí)間的推移,封閉冷卻水套,即使使用處理過(guò)的水,也會(huì)慢慢的發(fā)生堵塞,最終冷卻水停止運(yùn)行,不得不采用濺射冷卻。有時(shí)冷卻水逆流也可能清除堵塞的水套,另外解決的辦法就是注入檸檬酸。如果水套里的冷卻水液流減少,注入系統(tǒng)的檸檬酸可以減低水套被堵塞的幾率。當(dāng)發(fā)生堵塞的時(shí)候,有些公司通過(guò)打開(kāi)另外的獨(dú)立水路,來(lái)控制冷卻回路。FIC開(kāi)發(fā)了一個(gè)可替換的獨(dú)立水路,后來(lái)發(fā)展到多個(gè)獨(dú)立水路。
隨著鉬電極的研究發(fā)展,特別鉬電極安全地投入使用,推進(jìn)了玻璃電熔和電助熔的商業(yè)化的實(shí)現(xiàn)。大約在60年前,美國(guó)人Larry Penberthy首次采用電助熔,在電助熔技術(shù)發(fā)展初期,為了安全使用鉬電極,需要一個(gè)專門(mén)的電極冷卻系統(tǒng),以確保鉬電極在600℃時(shí)不被氧化。第一個(gè)電極冷卻水套采用濺射冷卻結(jié)構(gòu),水套為管狀結(jié)構(gòu),內(nèi)部的水管噴射冷卻水到水套的端部,然后水沿著鉬電極回流,最后經(jīng)過(guò)回水管進(jìn)入水循環(huán)系統(tǒng)的水池。這種水套效果顯著,對(duì)側(cè)墻電極而言是一個(gè)相當(dāng)好的冷卻裝置,該水套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用,能耗低等優(yōu)點(diǎn),當(dāng)然也有缺點(diǎn)和不足。這種濺射冷卻水套對(duì)循環(huán)水的水質(zhì)要求不高,但是對(duì)于今天規(guī)模越來(lái)越大的玻璃電熔窯爐來(lái)說(shuō)是不太適用的。隨著窯爐規(guī)模的增大和更有效的底插電極技術(shù)的實(shí)現(xiàn),形成了改進(jìn)的電極水套,即一種有內(nèi)在水路的水套。這種水套在目前的玻璃行業(yè)中應(yīng)用非常廣泛,但是它也有許多不足,主要是(1)容易堵塞;(2)對(duì)周邊的耐火材料提出了抗熱震的要求;(3)在推進(jìn)電極方面有一定危險(xiǎn);(4)在窯爐使用后期很難進(jìn)行回收利用。