Ванная стекловаренная печь

 

1. ВАННАЯ СТЕКЛОВАРЕННАЯ ПЕЧЬ, включакяцая варочный бассейн, верхняя часть брусьев которого, контактируквдая со стекломассой на уров )je зеркала, выполнена со скошенной внутренней поверхностью, отличающаяся тем, что, с целью продления рабочей кампании ванной стекловаренной печи, верхняя часть брусьев стен верхнего ряда бассейна .выполнена с трапецеидальным выступом , образуницим с поверхностью бруса , контактирУкяцего со стекломассой на уровне зеркала, трапецеидальную впадину. 2, Печь ПОП.1, отличающаяся тем, что соотношение расстояния от окружки бассейна до трапецеидального выступа и глубины трапецеидальной впадины

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Э,ВЮВ

РЕСПУБЛИК

C 03 В 5/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный кОмитет сссР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3458233/29-33 (22) 24 ° 06 ° 82 (46) 23,09,84, Бюл» М. 35 (72) М.Н.Кучерявый, О.Н.Попов и В.A.Ïîëåâîâ (71) Гусевской филиал Государственного научно-исследовательского института стекла (53) 666.1.031.2 (088.8) (56) 1.Патент США Р 3347654, кл. 65-347, 1972.

2.Патент Великобритании Р 1241015, кл. С 1 М, 1969 (прототип) . (54) (57) 1, ВАННАЯ СТЕКЛОВАРЕННАЯ

ПЕЧЬ, включающая варочный бассейн, верхняя часть брусьев которого, кон„„SU„„1114630 А тактирующая со стекломассой на уров-, не зеркала, выполнена со скошенной внутренней поверхностью, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью продления рабочей кампании ванной стекловаренной печи, верхняя часть брусьев стен верхнего ряда бассейна . выполнена с трапецеидальным высту-пом, образующим с поверхностью бруса, контактирующего со стекломассой на уровне зеркала, трапецеидальную впадину.

2. Печь по п.l о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что соотношение pac" стояния от окружки бассейна до трапецеидального выступа и глубины трапецеидальной впадины (1:2) †(1:10) .

1114630

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к ванным стекловаренным печам непрерывного действия.

Известна стекловаренная печь, со- держащая варочный бассейн со стенами, скошенными под различными углами к горизонтальной поверхности Ш .

В этой стекловаренной печи стены бассейна выполнены из брусьев нескольких типоразмеров, что значитель- 10 но усложняет кладку бассейна и изготовление самих брусьев. Кроме этого задача резкого снижения износа стен бассейна, особенно на уровне зеркала стекломассы, решается лишь частично либо за счет их утолщения, либо за счет усиленного охлаждения.

Известна ванная стекловаренная печь, имеющая по всему. периметру бассейна огнеупорные брусья со скошенной верхней кромкой (2).

В этом случае контакт стекломассы с онеупором под прямым углом заеняется контактом с наклонной поверхностью. В результате использования такой конструкции брустев мениск, который обычно образуется в зоне контакта огнеупора со стекломассой, резко уменьшается, что, в свою очередь, приводит к снижению конвекции на границе разделения фаэ. Понвление последней связано с увеличением поверхностного вытяжения в контактном слое эа счет повышения в нем концентрации растворенного огнеупора. Усиленная конвекция стекломассы, 35 в свою очередь, ведет к уменьшению толщины контактного слоя, ускорению диффузии и интенсивности разъедания.

Кроме влияния поверхностного натяжения, интенсивное разъедание брусьев 4() на уровне зеркала стекломассы связано с перемещением вниз контактного слоя, обогащенного продуктами растворения огнеупора, что ведет к обнажению новых участков бруса и к их 4 быстрой коррозии свежей стекломассой.

Однако, независимо от характера движущих сил, вызывающих конвекцию в контактном слое, очевидно, что любое ее снижение ведет к увеличению толшины контактного слоя и, следовательно, к уменьшению диффузии и скорости разъедания.

В то же время, при работе известной ванной печи добиться значительного снижения скорости разъедания не удается из-за сохранения плотностных потоков и конвекции, вызванных градиентами температур и концентраций в зоне контакта. Плотностные потоки, обычно направленные вниз по 6() поверхности огнеупора, смывают высоковязкий защитный приконтактный слой, обнажают поверхность огнеупора, которая вступает во взаимодействие со свежими порциями стекломас- 65 сы, что, в конечном счете, усиливает ее износ.

Целью изобретения является продление рабочей кампании ванной стекловаренной печи.

Указанная цель достигается тем, что в ванной стекловаренной печи, включающей варочный бассейн, верхняя часть брусьев которого,контактирующая со стекломассой на уровне зеркала, выполнена со .скошенной внутренней поверхностью, верхняя часть брусьев стен верхнего ряда бассейна выполнена с трапецеидальным выступом, образующим с поверхностью бруса, контактирующего со стекломассой на уровне зеркала, трапецеидальную впадину.

Соотношение расстояния от окружки бассейна до трапецеидального выступа и глубины трапецеидальной впадины составляет (1:2) †(1:10)..

На чертеже изббражен варочный бассейн ванной стекловаренной печи, поперечный разрез.

Ванная стекловаренная печь имеет варочный бассейн со стекломассой 1, стены 2 которого выполнены иэ огнеупорных брусьев, имеющих трапецеидальный выступ 3 и траиецеидальную впадину 4. Уровень зеркала стекломассы 5 располагается выше трапецеидального выступа 3 и контактирует с наклонной поверхностью б трапецеидальной впадины 4.

Размеры отдельных элементов конструкции стекловаренной ванной печи подбираются экспериментально, однако при этом должны выполняться. следующие требования: соотношения расстояний от поверхности.стекломассы до трапецеидального выступа к расстоянию до дна трапецеидальной впадины должны находиться в пределах (1:2)(1:10); толщина бруса на уровне зеркала стекломассы должна быть 100110 мм; углы наклона всех боковых поверхностей трапецеидальных выступа и впадины должны находиться в пределах 30-50 к горизонтали.

Соотношение расстояний от поверхности стекломассы до трапецеидального выступа к расстоянию до дна трапецеидальной впадины меняется в пределах (1:2) †(1:10) в связи с тем, что при его значении, равном или меньшем 1:1, изобретение теряет смысл, так как исчезает трапецеидальная впадина, Учитывая, что целесообразное расстояние от поверхности стекла до трапецеидального выступа равно 20-30 мм, глубина трапецеидальной впадины принимает значение 200-300 мм, при котором развитие плотностных потоков будет значительным. Следовательно, при отношении расстояний от поверхности стекломассы до трапецеидального вы1114630

Составитель T.Ì. Буклей

Редактор Н.Егорова ТехредЖ.Кастелевич Корректор Е. P

Е Си охман

Заказ 6694/14 Тираж 468 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП Патент, r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4 ступа к расстоянию до дна трапецеидальной впадины больше 10 глубина впадины становится достаточно большой, что может привести к возникновению в ней плотностных потоков продуктов растворения огнеупора.

Толщина бруса верхнего ряда стены варочного бассейна на уровне зеркала стекломассы выбрана 100110 мм s связи с тем, что при его меньшей толщине становится вероятным быстрое разъедание этого бруса до окончания кампании печи. Кроме того, установлено,что именно при толщине бруса 100-110 мм начинает эффективно сказываться замедление износа, обусловленное охлаждением его наружной поверхности.

Угол наклона боковых поверхностей трапецеидальных выступа и впадины должен составлять 30-50 к горизонтали, предпочтительно 35-40, так как установлено, что именно при таких углах наклона к горизонтали степень износа уменьшается на 2535% по сравнению с износом верти-. кальных поверхностей.

В процессе варки стекла в ванной стекловаренной печи загружаемая шихта и стекломасса...находятся в непре-.. рывном движении. Движение стекломассы вызвано наличием градиентов температур и плотностей как по длине, так и по ширине печи. Вследствие этого в печах циркулируют продольные потоки, а также поперечные, направленные к стенам.

Стекломасса 1, заполняя трапецеидальную впадину 4, взаимодействует с .огнеупорным стеновым брусом 2, причем наиболее интенсивное взаимодействие будет наблюдаться в районе контакта боковых поверхностей трапецеидальной .впадины с уровнем

5 зеркала стекломассы 5. Образующиеся продукты взаимодействия, .стекая по наклонным поверхностям 6, постепенно накапливаются в трапецеидальной впадине, заполняя ее. После полного заполнения впадины продуктами раст10 ворения огнеупора последние вытесняются на плоскую горизонтальную поверхность выступа 3, затем стекают по вертикальной рабочей поверхности брусьев, тем самым предотвращая по15 ступление свежих порций стекломассы к месту контакта уровня зеркала стекломассы с брусом. Таким образом, все поверхности бруса постоянно защищены слоем продуктов взаимодействия огнеупора со стекломассой — высоковязким расплавом, значительно менее агрессивным, чем сама стекломасса. Кроме этого, с огнеупором взаимодействует ограниченный объем стекломассы и практически полностью исключается конвективный массообмен на контактной поверхности огнеупор— стекло на уровне зеркала стекломассы.

Приведенный механизм работы ванной стекловаренной печи обеспечит повышение стойкости наиболее уязвимого элемента — стеновых брусьев бассейна на уровне зеркала стекломассы до 7-ми и более лет. Это, в свою очередь, обеспечит продление межремонтного периода работы стекловаренной печи в целом, снижение удельных расходов огнеупора, топлива и электроэнергии.