Czynniki wpływające na żywotność elektrod molibdenowych

 Przemysł szklarski jest przemysłem tradycyjnym, charakteryzującym się dużym zużyciem energii. Wraz z wysokimi cenami energii kopalnej i poprawą wymogów ochrony środowiska, technologia topienia zmieniła się z tradycyjnej technologii ogrzewania płomieniowego na technologię topienia elektrycznego. Elektroda to element, który styka się bezpośrednio z cieczą szklaną i przekazuje energię elektryczną do cieczy szklanej, która jest ważnym sprzętem podczas elektrooporu szkła.

 

Elektroda molibdenowa jest niezbędnym materiałem elektrodowym do elektrooporzania szkła ze względu na jego wytrzymałość w wysokiej temperaturze, odporność na korozję i trudność w zabarwieniu szkła. Oczekuje się, że żywotność elektrody będzie równa wiekowi pieca lub nawet większa niż wiek pieca, jednak elektroda często ulegnie uszkodzeniu w trakcie rzeczywistego użytkowania. Pełne zrozumienie różnych czynników wpływających na żywotność elektrod molibdenowych w elektrotopieniu szkła ma ogromne znaczenie praktyczne.

 

 

Utlenianie elektrody molibdenowej

Elektroda molibdenowa ma cechy odporności na wysoką temperaturę, ale w wysokich temperaturach reaguje z tlenem. Gdy temperatura osiągnie 400 ℃,molibdenzaczną tworzyć się utlenianie molibdenu (MoO) i dwusiarczek molibdenu (MoO2), które mogą przylegać do powierzchni elektrody molibdenowej i tworzyć warstwę tlenku oraz organizować dalsze utlenianie elektrody molibdenowej. Gdy temperatura osiągnie 500 ℃ ~ 700 ℃, molibden zacznie się utleniać do trójtlenku molibdenu (MoO3). Jest to lotny gaz, który niszczy warstwę ochronną pierwotnego tlenku, w wyniku czego nowa powierzchnia odsłonięta przez elektrodę molibdenową nadal się utlenia, tworząc MoO3. Takie powtarzające się utlenianie i ulatnianie powoduje, że elektroda molibdenowa ulega ciągłej erozji, aż do całkowitego uszkodzenia.

 

Reakcja elektrody molibdenowej na składnik w szkle

Elektroda molibdenowa reaguje z niektórymi składnikami lub zanieczyszczeniami w elemencie szklanym w wysokich temperaturach, powodując poważną erozję elektrody. Na przykład roztwór szkła z As2O3, Sb2O3 i Na2SO4 jako klarownikiem bardzo poważnie powoduje erozję elektrody molibdenowej, która utleni się do MoO i MoS2.

 

Reakcja elektrochemiczna podczas elektrofuzji szkła

Reakcja elektrochemiczna zachodzi podczas elektrooporu szkła, czyli na styku elektrody molibdenowej ze stopionym szkłem. W dodatnim półcyklu zasilacza prądu przemiennego ujemne jony tlenu są przenoszone na elektrodę dodatnią w celu uwolnienia elektronów, które uwalniają tlen, powodując utlenianie elektrody molibdenowej. W ujemnym półcyklu zasilania prądem przemiennym część kationów stopionego szkła (takich jak bor) przemieszcza się do elektrody ujemnej, co powoduje powstawanie związków molibdenu w elektrodzie, które stanowią luźne osady na powierzchni elektrody, które powodują uszkodzenie elektrody.

 

Temperatura i gęstość prądu

Szybkość erozji elektrody molibdenowej wzrasta wraz ze wzrostem temperatury. Gdy skład szkła i temperatura procesu są stabilne, gęstość prądu staje się czynnikiem kontrolującym szybkość korozji elektrody. Chociaż maksymalna dopuszczalna gęstość prądu elektrody molibdenowej może osiągnąć 2 ~ 3 A/cm2, erozja elektrody będzie większa, jeśli będzie płynął duży prąd.