Способ варки стекла

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

g»1 004270

Г" (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 24.0981 (21) 3339118/29-33 р М g+ з

С 03 В 5/00 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытнй (23) Приоритет

Опубликовано 1503 83. Бюллетень ¹ 10 (33) УДК 666 ° 1 °

° 031.13 (088.8) Дата опубликования описания 150383 (72) Авто . изобрет (71) Заяв алаватстекло (54) СПОСОБ. ВАРКИ СТЕКЛА

Изобретение относится к прокыаленности строительных материалов, в частности к способам варки стекла в .ванных печах непрерывного действия.

Известен способ отопления ванной стекловаренной печи с поперечным направлением пламени, s которой максимум тепловых нагрузок устанавли,:Вают .на третьей или четвертой парах горелок, причем соотношение тепловых нагрузок в начале и в конце эоны шихты устанавливают в пределах 0,550,62 1 .

Недостатком известного способа варки стекла является невозможность использования его в ванных стекловаренных печах с дополнительным электрическим подогревом (ДЭП1 стекломассы и невысоким уровнем темпе ратур в зоне провара шихты.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ варки стекла в регенеративной ванной стекловаренной печи с поперечным направлением пламени с системами

ДЭП стекломассы в зоне шихты и квельпункте и бурлением стекломассы сжатым газообразным агентом 2J.

Недостатком этого способа явля ется его ограниченные воэможности в части подвода тепла от пламенного пространства печи к зоне провара шихты, главным образом, в виду то- . го, что барботажные соила расположены в сечениях печи, не характеризующихся максимальным тепловым излучением от пламенного пространства. Это снижает интенсивность теплообмена в .зоне бурления (через термические окна, образующиеся в слое шихты благодаря работе барботажных сопел) и снижает эффективность использования варочной площади печи в целом - в результате снижается производительность печи и ухудшается качество стекломассы.

Цель изобретения - повышение производительности, улучшение качества стекломассы и продление кампании . печи.

Цель достигается тем, что согласно способу варки стекла в регенеративной ванной. печи с поперечным направлением пламени через пары горелок, дополнительным электроподог ревом в зонах шихты и квельпункта и бурлением стекломассы, бурление осуществляют и максимум. тепловых

1004270 нагрузок создают в зоие шихты на второй паре горелок, при этом соотношение тепловых нагрузок на первой и второй парах горелок устанавливают равным 0,7-0,8, а соотношение мощностей дополнительного электроподогрева в зонах шихты и квельпункта 0,15-0,45.

B регенеративной ванной стекловаренной печи максимум тепловых нагрузок обычно устанавливают на 3-4-х парах горелок. Но при использовании наряду с газопламенным обогревом

ДЭП стекломассы такое расположение максимума тепловых нагрузок приводит к перегреву свода печи и препятствует нормальному развитию конвекционного потока стекломассы QT системы ДЭП в квельпункте в направлении к зоне шихты — вместе с тем с указанным потоком подается значи- 20 тельное количество тепла для провара шихты снизу.

При установке максимума тепловых нагрузок в зоне шихты на второй паре горелок с одновременным интенсив- 25 ным бурлением стекломассы в этой зоне обеспечивается максимальное тепловыделение в районе термических окон, образуемых восходящими от -сопел газовыми потоками. Тем самым 30 интенсифицируется теплопередача в объеме расплава и ускоряется процесс провара шихты снизу (за счет повышения уровня температуры расплава под шихтой).

Такое распределение тепловых нагрузок позволяет уменьшить протяженность эоны варочной пены и интенсифицировать процесс провара шихты. за счет преимущественного подвода тепла к.зоне интенсивного бурления 40 стекломассы.

Одновременно имеют место такие положительные технологические эффекты, как интенсивное разрыхление гряд шихты, увеличение тепловоспринимаю- 45 щей поверхности шихты, улучшение условий стекания пленки свежесваренной стекломассы с гряд шихты.

В условиях гаэопламенного обогрева печи с системами ДЭП стекломас- 50 сы, установленным в зонах шихты и квельпункте, создаются условия для увеличения скорости прохождения гряд шихты в сторону выработочной части, что может привести к непровару шихты и появлению мошки.

Перенос максимума тепловых нагрузок на вторую пару горелок препятствует этому за счет увеличения среднего уровня температур в стекломассе., что способствует ускорению ировара шихты, улучшению качества <:текломассы и интенсификации сыпочнс>го конвекционного потока стекломас<:ы.

Кроме того, перенесение максимуса тепловых нагрузок на вторую пару горелок снижает температуру на <:воде печи в зоне варки и обеспечивает воэможность дальнейшего повышения производительности печи. Одновременно создаются предпосылки для продления рабочей кампании печи.

Способ осуществляют следующим образом.

В регенеративной ванной стекловаренной печи с помощью симметрично расположенных пар горелок ocyme<.òâляют газопламенный нагрев шихты и расплавленной стекломассы; С помощью систем ДЭП стекломассы, размещенных в зоне шихты и квельпункте, осуществляют дополнительный подогрев стекломассы. В зоне между э,чектродными группами систем ДЭП черзз сопла, смонтированные в дне бас=ей на, осуществляют бурление стеклзмассы. Максимум тепловых нагрузок устанавливают в зоне шихты íà второй паре горелок. Соотношение тепловых нагрузок в зоне первой и втэрой пары горелок устанавливают рави. м

0,7-0,8: Соотношение мощностей =истем ДЭН стекломассы в зоне шихта и квельпункте устанавливают равны

0,15-0,45.

Пример. На регенератив ой ванной стекловаренной печи листовогоо стекла, обогреваемой шестью чарами газовых горелок, опробован счособ варки стекла. Электроды систем,ЦЭП стекломассы устанавливают через огнеупорную кладку дна варочного 5ассейна печи в зоне квельпункта (.аежду 4 и 5 парами горелок) и в эо е шихты (перед первой парой горелзк).

На участке варочного бассейна между электродными группами через дно смонтирован комплекс барботажнык сопел для подачи .сжатого газообразного агента (азота) для барботиэования стекломассы в зоне шихты. Крайние сопла (по направлению к выработке) устанавливают в зоне 2-ой пиры горелок.

Результаты испытаний и сравнзние предложенного способа варки стекла с известным приведены в табл. 1.

1004270

Таблица 1

ДЭП 2, кВт

Расход газа по горелкам, Ъ

Удельный съем

Kl/сут, м

Выход

I сорта, Ъ

ДЭП 1 кВт

Способ

1 2 3 4 5 6

Известный 17,9 20,1 22,5 24,5 15,0 — 0,90 2500

1700

Предлагаемый

17,2 23,5 19,7 19,2 14,2 6,20,73 2500 750 2100

15 полнительного электроподогрена в зоне шихты и в кввльпункте приведены в табл. 2.

Таблица 2

ДЭП 2 (в зоне шихTbI) KBT

ДЭП 1 (в квельпункте), кВт

ДЭП 2

Донная температура стекломассы перед первой парой горелок, С

Способ

ДЭП 1

Из ве ст ный.

2900

1180

Предлагаемый

400

2750

0,15

1200

900

2300

0,39

1220

1350

300

0,45

1250

Проведенные испытания показывают, что установка максимума тепловых нагрузок в зоне шихтн на второй паре горелок с одновременным интенсивным бурлением стекломассы в этой 40 зоне и дополнительным электроподогревом в зоне шихты и квельпункте обеспечивает значительное повышение производительности печи (на 20%) и улучшение качества стекломассы с увеличением выхода I сорта на 15%.

При этом по технологическим оценкам вклад нового решения в повышение эффективности работы линии лис тового стекла составляет: повышение производительности порядка 10-15% (относительных) и увеличение выхода стекла 1 сорта 15-20% (относительных).

При соотношении тепловых нагрузок в зоне первой и второй пар горе лок менее 0,7 наблюдается снижение количества подводимого тепла к шихте, что сказывается и на показателях донной термопары перед первой парой 60 горелок, это приводит к снижению производительности и ухудшает качество стекломассы.

При увеличении этого соотношения более 0,8 может иметь место черезмер- 65

Результаты испытаний предлагаемого способа варки стекла в зависимости от соотношения мощностей доно высокая скорость нагрева куч шихты в зоне начала их провара, что может привести к образованию кристобалитного камня в стекломассе.

Кроме того, это приводит к сильному износу сыпочной стены и снижению градиента температур в стекломассе между квельпунктом и загрузочным карманом, что снижает основную движущую силу сыпочного цикла.

Температура стекломассы в обратном потоке сыпочного конвекционного цикла является важнейшим параметром, характеризующим правильность организации процесса варки стекла. Оптимальные показатели производительности печи и качества стекломассы получаются при поддержании указанной температуры по показаниям донных термопар в пределах от 1150 до

1200 С. Этому интервалу температур соответствует соотношение мощностей

ДЭП стекломассы в зоне шихты и квельпункте от 0,15 до 0,45. При величине этого соотношения более

0,45 имеет место увеличение скорости прохождения гряд шихты в сторону выработки и, значительное ослабление сыпочного цикла конвекционных потоков, что приводит к ухудшению качества стекла.

1004270

Формула изобретения

Составитель Т. Буклей

Редактор A. Химчук Техред М.Тепер Корректор В. Бутяга.

Заказ 1778/25 Тираж 484 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, использование предлагаемого способа варки стекла с системами ДЭП стекломассы в зоне шихты и квельпункте с установкой максимума тепловых нагрузок на второй паре горелок и интенсивным бурлением в. этой зоне способствует сокращению протяженности эоны шихты и варочной пены, интенсифицирует теплообмен в зоне шихты, снижает температуру свода в районе квельпункта, тем самым., обеспечивая потенциальную возможность подведения в этой зоне дополнительного количества тепла. В результате увеличивается производительность печи. 15

Повышение общего температурного уровня варки стекла и более жесткая стабилизация положения границ варки обеспечивает улучшение качества стекломассы.

Ожидаемый годовой экономический эффект при внедрении предложенного способа варки стекла только на одной ванной стекловаренной печи составит не менее 500 тыс. руб. 25

Зкономический эффект рассчитан для варианта применения.предложенного способа. варки стекла на печи производства полированного стекла с производительностью по сваренной стек-. ломассе на уровне 300-400 т/сут. Основу эффекта составляет прибыль, получаемая благодаря снижению себестоимости готовой продукции за счет снижения условно-постоянных расходов при увеличении производительности печи по сваренной стекломассе на

2,5Ъ и улучшению качества стекла с увеличением выхода первого copra .на

2Ъ. При этом увеличение производительности печи по сваренной стекломассе, доля вклада которого в экономический эффект от применения предлагаемого изобретения составляет по технико-экономическим оценкам

65-70%, обеспечивается благодаря ин- 45 тенсификации теплообмена в зоне провара шихты (главным образом, за счет сосредоточения максимальных тепловых нагрузок в зоне бурления стекломассы под шихтой и оптимиза- 50 ции соотношений мощностей дополнительного электроподогрева и тепловых нагрузок по горелкам печи).

Улучшение качества стекла достигается за счет более высокого уровня температуры варки стекла, что обусловлено интенсивной подачей тепловой энергии в зоне шихты, как над поверхностью расплава, так и в егс объеме и жесткой стабилизацией положения границ зоны варки. Последнее обеспечивается оптимальным соотношением мощностей дополнительнсго электроподогрева стекломассы в зоне шихты и квельпункте, а также принудительным усреднением стекломассы в зонах действия барботажныз сопел и максимальной тепловой. нагрузкой над расплавом.

Дополнительный экономический эффект можно ожидать от продления кампании печи на срок 6-8 мес, от снижения температуры свода печи в зоне квельпункта — наиболее уязвимом районе печей известных конструкций.

Способ варки стекла в регенеративной ванной печи р поперечным н»правлением пламени через пары горелок, дополнительным электроподогр»вом в зонах шихты и квельпункта и бурлениеМ стекломассы, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения производительности печи, улучшения качества стекломассы и продления кампании печи, бурление осуществляют и максимум тепловых нагрузок создают в зоне шихты на второй паре горелок, при этом соо".— ношение тепловых нагрузок на первой и второй парах горелок устанавливают равным 0,7-0,8, а соотношение мощности дополнительного электро- . подогрева в зонах шихты и квельпупкта 0,15-0,45.

Источники информации, принятые во внимание при эксперти:.;е,1. Авторское свидетельство СССР

9 668886, кл. С 03 В 5/24, 1978.

2.. Патент США М 2975224, кл. 13-6, 1961 (прототип) .