Стекловаренная ванная печь

 

СТЕКЛОВАРЕННАЯ ВАННАЯ ПЕЧЬ, включающая варочный бассейн с тепловой изоляцией огнеупорной кладки, о т л и ч а ющ аяся тем, что, .с целью увеличения производительности , снижения расхода энергии и поВЕлшения термической и хилмческой ойнородности стекломассы, кладка д{1а печи выполнен с дифференцированным по технологическим зонам термическим сопротивлением, при этом соотношение термических сопротивле- , НИИ кладки дна в зоневарки., на участке температурного макс., по стекломассе и в зоне гомогенизации составляет 1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЯ4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИК (19) (111

3(59 С 0 3 В 5 0 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHO5hV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3493351/29-33 (22) 24. 09. 82 (46) 07.01. 84. Бюл. Р 1 (72) О. Н. Попов, Л.Я. Левитин, Н.A. Панкова, Л.N. Проценко, A.Ä. Альтер, A.Ñ..Бокова и Ю.М.Муравьев (7Ц Государственный научно-исследовательский институт стекла и Государственный союзный ордена Трудового

Красного Знамени институт по проектированию предприятий стекольной промышленности "Гипростекло"

° °

53) 666.1.031.224 (088. 8)

56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 885156, кл„С 03 В 5/04, 1981.

2. Boggum P P. Einf16sse der i sol ierung von Glassschmel zwannen.

auf die G lasqualitat und das Feuerfes tmateri а1«,.- Glastechnische Be.ri.chte. 1980, 9 4, 102-110 (прототип). (54) (57) СТЕКЛОВАРЕННАЯ ВАННАЯ ПЕЧЬ, включаюшая варочный бассейн с тепловой изоляцией огнеупорной кладки, отличающаяся тем, что, .с целью увеличения производительности, снижения расхода энергии и повышения термической и хиьыческой о (нородности стекломассы, кладка дна печи выполнена с дифференцированным по технологическим зонам термическим сопротивлением, при этом соотношение термических сопротивлений кладки дна в зоне варки, на участке температурного макс .;.уьа по стекломассе и в зоне гомогенизации составляет 1 (1,2-1,3):(1,11,15), а соотношение сопротивления кладки дна в зоне варки на участке по оси шириной 0,05-0,20 ширины варочного бассейна и сопротивления остальной части кладки дна эоны варки составляет 1:(1,05-1,15).

1065354

Изьестная конструкция обеспечи вает повышенную тепловую экономичность, но эффективность ее применения ограничена действием ряда технологических факторов. В частности, с увеличением суммарного термического сопротивления изоляционных слоев нарушаются условия нормального развития сыпочного цикла конвекционных потоков стекломассы изза создания так называемого растянутого квельпункта, что приводит к снижению градиента температуры стекломассы, находящейся в районе температурного максимума и в начале зоны провара шихты — движущей силы сыпочного цикла потоков стекломассы. Кроме того, имеет место бо50

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к устройствам для проиэьодства любого вида стекла, варка которого производится в ванных печах непрерывного действия.

Известны стекловаренные печи, кладка дна варочного бассейна которых, главным о.бразом для экономии топлива, оснащена слоем тепловой изоляции, характеризующимся одинаковыми материальным составом и толщиной по всей площади наружной поверхности дна варочного бассейна.

При таком выполнении тепловой изоляции кладки дна обеспечивается одре- 15 деленный эффект экономии топлива (обычно не более 3-бЪ от общего расхода топлива на стекловаренную печь) $1) . ,цостиже ние более з начи тель ного эффекта экономии топлива, например путем сокращения теплопотерь за счет увеличения толщины слоя изоляции.,оказывается невозможным,так как в этом случае в зоне контакта изоляционного 25 слоя с собственно огнеупорной кладкой дна развиваются температуры, близ, кие к темлературам размягчеййя обычно применяющихся для этих целей теплоизоляционных материалов (например, шамотного легковесного огнеупора или легковесных бетонов) .

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемым результатам к изобретению является стекловаренная ванная печь, кладка дна варочного бассейна которой оборудована

Многослойной тепловой изоляцией.

Как и в первой конструкции, струк- тура многослойной изоляции по материальному составу и толщине изоля- 40 ционного слоя характеризуется одинаковыми показателями по всей площади варочного бассейна. Указанная кладка дна с тепловой изоляцией имеет термическое сопротивление в 45

1,5-2 раза превышающее аналогичный показатель первой конструкции (2 .. лее интенсивныи trpoIpea расплава в объеме, сориентированном вдоль центральной оси печи; Последнее явление усиливает конвекционные потоки стекломассы в направлении к боковым стенам бассейна, что приводит к продвижению шихты в указанном направлении. В результате снижается варочная способность печи, так как провар части шихты осуществляется в неблагоприятных (и с теплотехнической,и технологической точек зрения) условиях пристенной зоны. Кроме того, гряды шихты непосредственно контактируют с огнеупорной кладкой боковых стен бассейна, что, как известно, является, основной причиной преждевременного разрушения кладки в условиях эксплуатации современных высокопроизводительных стекловаренных ванных печей.

Целью изобретения является увеличение производительности, снижение расхода энергии и повышение термической и химической однородности стекломассы.

Эта цель достигается тем, что в стекловаренной ванной печи, включающей варочный бассейн с тепловой изоляцией. огнеупорной кладки, кладка дна печи выполнена с дифференцированным по технологическим зонам термическим сопротивлением, при этом соотношение термических сопротивлений кладки дна в зоне варки, на участке температурного максимума по стекломассе и в зоне гомогенизации составляет

1: (1,2-1,3): 1,1-(1,15, а соотношение сопрОтивления кладки дна в зоне варки на участке по оси шириной 0,050,20 ширины варочного бассейна и сопротивления остальной части кладки дна зоны варки составляет 1 . (1,05-1,15) .

Выполнение кладки дна варочного бассейна с дифференцированным сопротивлением обеспечивает четко выраженный температурный максимум по стекломассе при сохранении необходимого для нормального развития сыпочного цикла потоков градиента температур стекломассы между температурным максимумом и зоной загрузки шихты. Это достигается за счет более высокого, по сравнению с зоной варки,. термического сопротивления кладки дна в температурном максимуме печи.

Выполнение. центрального, сориентированного вдоль продольной оси бассейна участка дна зоны варки с наимень =.им (ь пределах варочного бассейна) термическим сопротивлением создает благоприятные условия для преимущественного сосредоточения шихты в центральной области варочного бассейна, так как в этом случае снижается интенсивность поперечных

1065354 потоков стекломассы эа счет большого теПлоотбора от объема расплава, расположенного вдоль продольной оси бассейна.

Выполнение кладки для стекловаренной ванной печи на участке завершения процесса осветления и гомогенизации стекломассы с термическим сопротивлением, характеризующимся промежуточным (между температурным максимумом и зоной варки), одинако-. вым по всей плошади укаэанного участка (или постепенно возрастающим в направлении температурного максимума) ° значением, позволяет избежать на укаэанном участке резкого нагрева возвратного потока стекломассы и связанной с этим повышенной вероятности значительного нарушения иэотермии потока по глубине и такого технологически недопустимого явления, как образование вторичных пузырей.

На фиг. 1 изображена стекловаренная ванная печь с.контурами дифференцированной по площади дна варочного бассейна тепловой изоляцией, план; на фиг. 2 — стекловаренная вайная печь с дифференцированной тепловой изоляцией кладки дна; продольный разрез; на фиг. 3 — то же, поперечный разрез, на фиг. 4 — то же, по второму варианту выполнения, продольный разрез, на.фиг. 5 — то же; по.третьему варианту выполнения. Стекловаренная ванная печь имеет варочный 1 и выработочный 2 бассейны

Варочный бассейн отапливается горелками 3 ° Выработочный бассейн 2 оснащен .,выработочными каналами 4. Огнеупор ная кпадка дна 5 оснащена многослойной тепловой изоляцией 6 с дифференцированным по зонам 7-10 термическим сопротивлением.

Выполнение дифференцированной многослойной тепловой изоляции огне упорной кладки дна с указанным соотношением между характеристически,ми технологическими зонами поясня " ется в таблице на одном иэ примеров выполнения тепловой изоляции указанного типа. ка стекломассы, попадая в зону дей.ствия тепловой изоляции 10, претерпевает постепенно возрастающее тем4О пературное воздействие. Благодаря этому, улучшается качество стекломассы по термической однородности и снижается вероятность образования вторичных пузырей.

Важным технологическим эффектом, достигаемым без какого-либо нарушения принятых йорм по органиэации конвекционных потоков стекломассы в сыпочном и выработочном циклах, яв5О ляется повышение в условиях предлагаемой конструкции средневзвешенного уровня температуры стекломассы в объеме бассейна варочной части примерно на 100-200%. Этот эффект обе

55 спечивается благодаря применению мощной многослойной тепловой изоляции, которая не могла быть использо- вана в печах известных конструкций по указанным причинам. Значительное

60 повышение уровня температур стекломассы в бассейне варочной части способствует увеличению производительности печи по сваренной стекломассе на 3-5Ъ (или экономии топлива на

5-8Ъ при той же производительности тепловая изоляция в .зоне 10 .может выполняться в различных вариантах, например с одинаковыми по всей площади зоны 10 материальным составом и -толщиной слоя теплоизоляции (фиг. 3), либо с одинаковым по материальному составу слоем .тепловой изоляцией, но с постепенно ступенчато уменьшающейся (в на, правлении выработочной часть) толщиной,слоя (фиг. 4), либо с выполнением слоя, одинакового по толщине, но с различным материальным составом (фиr. 5). Выбор конструкции слоя зоны 10 определяется конкретным вариантом опорных конструкций кладки дна этой эоны.

Стекловаренная ванная печь работает следующим образом.

С помощью механических эагруэ чиков (не показаны) в варочный бассейн 1 через загрузочный карман 11 поступает шихта 12. По мере движения по длине варочного бассейна 1, в направлении температурного максимума (зона 10) шихта 12 проваривается. Далее сваренная, осветленная . и усредненная стекломасса поступает в выработочный бассейн 2 и в выработочные каналы 4 ° Благодаря значи15 тельно меньшему термическому сопротивлению кладки дна в зоне 7 шихта .12 равномерно распределяется в пре- делах площади варки с рациональным использованием благоприятной каК с

20 технологической, так и теплотехнической точек зрения центральной области зоны варки. Наличие же наиболее мощного (в пределах дна вароч-. ного бассейна) слоя тепловой иэоля25 ции в зоне 9 создает четкий, ориентированный на относительно небольшом участке длины варочного бассейна 1 температурный максимум по стекломассе с обеспечением достаточно высокого градиента температур стекломассы на участке между зоной температурного максимума 9 и загрузочным кар-. маном 11, что, в свою очередь, обус..лавливает достаточно интенсивный конвекционный поток стекломассы в сыпочном цикле.

Обратная ветвь выработочного пото1065354

Характеристика изоляционного слоя при толщине материала6,мм

Технологическая зона

Слой

Бакор-33 Нейтральб = 100 ный мертель б= 20

Фосфомерзитобетон с

1200 кг/м3 б = 200

Плавленый корундовый огнеупор

100

Нейтральный мертель

Шамотный брус

6 = 400

Бакор-33 Нейтраль- Плавленый б = 100 ный мер- корундотель вый огб = 20 неупор б = 100

Нейтральный мертель б= 10

Шамотный Алюмохробрус мофосфорб = 400 ный бетон с / = 800 кг/м, 6 = 200

Нейтраль- Шамотный ный мер- брус тель 6= 400

6= 10

Б акор- 33 H ейтраль- Плавленый

C> = 100 ный мер- корундотель вый or20 неупор б.= 100

Алюмохромофосфатный бетон сО= 400. кг/м ,3 б = 200

Шамотный Алюмохробрус мофосфат6 = 400 ный бетон

cg = 600 кг/м б = 200

Нейтральный.мертель

6= 10

Бакор-33 Нейтраль- Плавленый

6 = 100 ный мер- корундотель вый or6 = 20 неупор

6= 100

П р и м е ч а н и е ., g — удельный вес теплоиэоляционного материала.

C печи) . Одновреме нно снижается градиент температур стекломассы по высоте расплава, что способствует вовлечению в конвекционный обмен прак тически все1"о содержащегося в бассейне нарочной части объема стекломассы. Это . повышает термическую и химиче ску ю однородность с те к лома с сы и, следовательно, качество готовой продукции. Кроме того, продлевается рабочая кампания печи за счет снижения вероятности поступления шихты к пристенным участкам и, следовательно, уменьшается скорость коррозии огнеупоров стен бассейна, : достигается более высокая степень стабилизации гроцесса варки стекла и увеличивается устойчивость процесса варки к случайным нарушениям температурного поля в объеме расплава. Суммарный экономический эффект внедрения изобретения применительно к ванной печи листового стекла про10 изводительностью 400.-500 тонн стекломассы в сутки составляет 200 .250 тыс.руб. в год.

1065354

s rz

Составитель Т.. Буклей

Редактор Н. Егорова Техред Л.Микеш Корректор И. Эрдейи

Заказ 10987/24 Тираж 473 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

10 10 1

<пmю фиг.4

7 5