Стекловаренная ванная печь

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УЬ ЛИК сЮ 4 С 03 В 5/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРыт1Й (2 1) 3865091/29-33 (22) 12.03.85 (46) 23.08.86. Бюл. ll 3 1 (71) Государственный научно-исследовательский институт стекла (72) Л.Я.Левитин, Л.М.Проценко, Н.А.Панкова, В.В.Степин, А.Я.Горская, Г.Д.Нестеренко, В.Н.Фурсов и В.С.Сахно (53) 666.1.031,2(088.8) (56) Ферворнер О., Берндт К. Огнеупорные материалы для стекловаренных печей. — М.: Стройиздат, 1984.

Авторское свидетельство СССР

В 1121242, кл. С 03 В 5/04,30.10.84.

„.SU„„1252303 A 1 (54) (57) СТЕКЛОВАРЕННАЯ ВАННАЯ ПЕЧЬ, содержащая варочный бассейн, в кладку дна которого симметрично продольной оси вмонтирована группа сопел для барботажа стекломассы, студочную и выработочную часть, î T л ич а ю щ а я с я тем, что, с цеуью повышения производительности, улучшения качества стекла и снижения расхода топлива, барботажные сопла установлены на участке огнеупорной кладки дна, выполненном выше уровня остальной кладки дна на 0,05-0,30 от глубины варочного бассейна, протяженностью от внутренней поверхности стен загрузочного кармана до 0,200,50 длины варочного бассейна и шириной 0,45-0,75 ширины варочного бассейна.

12 5? 303

Изобретение относится к стекольной промышленности, в частности к стекловаренным ванным печам в производстве листового, тарного и других типов стекол.

Цель изобретения — повышение производительности, улучшение качества стекла и снижение расхода топлива.

Цель достигается выполнением стекловаренной ванной печи с варочным бассейном, оснащенным барботажными соплами, установленными в пределах площади участка кладки дна, имеющего описанную конфигурацию.

На фиг. 1 изображена стекловаренная ванная печь с участком барботирования стекломассы в варочном бассейне, план; «а фиг. 2 — то же, продольный разрез; на фиг. 3 — те же, поперечный разрез по участку барботиронания стекломассы; на фиг. 4 то же, вариант выполнения.

Стекловаренная ванная печь содержит варочный бассейн 1, студочную 2 и выработочную 3 части со стек. лоформующими устройствами 4. В варочном бассейне, отапливаемом горелками 5, в кладку дна 6 бассейна вмонтированы барботажные сопла 7. Участок 8, в пределах которого установлены барботажные сопла, выполнен с подъемом верхней горизонтальной поверхности 9 остальной кладки дна бассейна. Подъем обеспечивается за счет утолщения кладки дна на участке 8, например, путем футеровки основной кладки дна бакоровыми брусьями

10. Футеровочные брусья и элементы основной кладки дна варочного бассейна имеют сквозные соосные вертикальные отверстия для установки барботажных сопел. Вертикальные поверхности 11 участка 8 образуют с боковыми стенками 12 варочного бассейна продольные притенные приямки 13. С целью исключения возможности усиленного разъедания элементов кладки участка 8 по швам, последние уплотняют по всей площади контактирующих поверхностей, в том числе и в зоне контакта с поверхностью основной кладки дна высокостеклоустойчивай огнеуопорнай массой 14, например цирконий — содержащей. Таким же образом уплотняются зазоры между корпусам барботажного сопла и вертикальной цилиндрической поверхностью отверстий для его установки.

Для п< нышения снлуатапиnнной надежности участок 8 может быть выполнен из огнеупорных высокостеклоустопчивых блоков на основе электроплавленных материалов, имеющих высоту, равную определяемой конструкцией толщине кладки данного участка.

Для ликвидаци возможности образования вдоль обращенной к температурному максимуму торцовой эоны участка 8 целесообразно выполнение плавного перехода последнего на уровень основной кладки бассейна в виде наклонной плоскости 15 или в виде ступенчатого перехода.

Стекловаренная ванная печь работает следующим образом.

С помощью механических загрузчиков (не указаны) в варочный бассейн

20 1 поступают шихта и обратный стеклобой, которые провариваются за счет теплоты от сжигания топлива с помощью горелок 5 в ограниченном подвесными стенами 16 и сводом 17 пламенном пространстве печи 18. По мере продвижения по длине варочного бассейна шихта и бой провариваются,занимая на поверхности расплава 19 зону 2(1. В процессе провара шихты

30 осуществляется барботирование гряд шихты 21 и расположенного под ней расплава 19 газовыми пузырями 22, образуемыми за счет подачи на сопла 7 дозированных объемов сжатого

35 газообразного агента (например,воздуха или азота). В результате барботирования обеспечиваются положительные технологические эффекты по ускорению процессов варки и

40 гомогенизации стекла за счет интенсификации тепло-массообмена в зоне варки.

Благодаря подъему кладки дна на участке 8 варочного бассейна уровень

45 температуры придонных слоев расплава Hd этом участке оказывается вьппе температуры в пристенных зонах расплава 19, что приводит к возникновению придонных конвекционных потоков

23, направленных в сторону боковых стен 12 бассейна. С помощью потоков

23 образующиеся в результате работы сопел 7 продукты разрушения кладки дна участка 8 поступают в зону про55 дальных приямков 13 и практически не участвуют в схемах основного конвекционного тепло-массообмена с ликвидацией воэможности технологически

1252 )0 < недопустимого из вовлечения в ньгработочный поток стекломассы. В свою очередь вертикальные продольные поверхности 11, образованные в результате подъема дна участка 8, являются тормозящими элементами (типа донного порога) на пути обратной ветви 24 поперечного (направленного от продольной оси нарочного бассейна к боковым его стенам) конвекционного цикла

25 потоков стекломассы.

Благодаря торможению на образующих продольный порог поверхностях 11 н сфере действия поперечного конвекционного цикла потокон 25 стекломассы возникает (с преимущественной локализацией в объеме приямка 13) микроцикл 26. В данном микроцикле сосредотачивается основная масса продуктов разъедания огнеупорной кладки стен 12 нарочного бассейна, захватываемых прямой ветвью поперечного цикла 25 потоков стекломассы.

Это позволяет избежать пост пления

20 продуктов разрушения стен вар»,ного 25 бассейна н зону действия образующихся при работе барботажных сопед 7 валов стекломассы 27.

Таким образом, применение предлагаемой конструкции позволяет избежатьт0 вовлечения и схему основных конвекционных потоков стекломассы (и, следовательно, в выработочный поток) н условиях активизации придонных слоев при барботировании стекломассы, 35 продуктов разрушения стен нарочного бассейна и кладки дна в зоне работы сопел. Это способствует улучшению качества стекла и ликвидирует ограничения по повышению производитель40 ности печи по снаренной стекломассе связанные v известных конструкциях с увеличением брака стекла по огнеупорным включениям из-за вовлечения в конвекционный массообмен загрязнен45 ных придонных слоев барботажной зоны при интенсификации работы сопел и повышении производительности процесса.

Выполнение дна в зоне барботироiO нания с подъемом по отношению к остальной площади дна за счет большей толщины кладки способствует сокращению расхода технологического топлива в виду уменьшения потерь тепло55 ты в окружающую среду.

Как показали результаты модельно-стендовых испытаний при протяженног-, è учас т ка, вьптолненного с подъемом к.талки дна менее 0,20 длины варочногп бассейна снижается технологическая эффективность барботажной обработки и расплана как средства интенсификации тепло- и массообменних процессов н зоне варки стекла., При значении этого параметра более

О, )0 р ныработочный поток стекломасси вовлекаются газовые включения, что приводит к браку стекла по пузьг рям. !

1ри сокращении ширины участка подъема дна в зоне бурления до уров я менее 0,45 ширины нарочного бассейна уменьшается интенсивность придонных направленных к стенкам бассейна потоков стекломассы и, следовательно, снижается эффективность констр>кции как средства локалиэаци т продуктов разрушения кладки барботажной зоны в продольных приямках. При величине данного параметра более 0,75 работа расположенных по периферийным зонам участка подъема дна сопел приводит к интенсификации эррозийного разъедания огнеупорной кладки стен нарочного бассейна и тем самьм повышает вероятность вовлечьния orHå>ïoðных включений в вьтработочный поток стекломасси.

При высоте подъема на участке установки барботажных сопел более

О, т0 глубины нарочного бассейна в технологически недопустимых пределах сокращается активный, с точки зрения степени участия н процессе массообмена, объем стекломассы.

При величине этого параметра менее

0,05 снижается интенсивность поперечньix придонных конвекционных потоков стекломассы, направленных от зоны барботирования к продольным риямкам. Это ослабляет роль фактора подъема дна, расположенного вдоль оси нарочного бассейна участка как средства, снижающего возможность продвижения н зону барботирования продуктов разрушения стен нарочного бассейна в объеме обратной ветни поперечного конвекционного потока стекломассы. Данный отрицательный эффект усиливается н этом случае снижением функцией выполненного с подъе. мом дна участка как механической преграды на пути обратного потока поперечного конвекционного цикла.

S 125? улучшение качества стекла и повышение производительности печи и стеклоформующего оборудования в условиях предлагаемой конструкции обеспечивается также за счет увеличения

5 мощности и повышения термической однородности сыпочного цикла конвекционных потоков стекломассы по ширине варочного бассейна. Увеличение мощности сыпочного цикла потоков обеспечивается повьппенным уровнем температур расплава 19 по трассе цикла под шихтой в связи с подъемом уровня горизонтальной поверхности 9 кладки дна

6 на участке 8. Повышение термической однородности сыпочного цикла по ширине варочного бассейна и связанное с этим повышение технологической однородности, поступающей на выработку стекломассы, обеспечивающее устойчивую н высокопроизводительную работу стеклоформующих устройств 4, достигается благодаря отсутствию каких-либо механических преград по фронту движения обратного потока

75 сыпочного цикла.

Кроме того, предлагаемая конструкция позволяет реализовать более интенсивные режимы барботажной обработки шихты и расплава в зоне варки, что повьпиает потенциальные возможности печи по повьппению производительности процесса. В условиях применения конструкции это обеспечивается пониженной вероятностью выноса

303 Ь под действием во< кодяших от сопел

7 потоков c TE KJIoHBccbl — с ос. TB BHQA части валов 27) в поверхностные слои огнеупорных включений из придонных слоев.

Подъем уровня контактирующей с расплавом поверхности 9 кладки дна

6 в зоне барботирования позволяет более эффективно использовать энергию барботирующих стекломассу пузырей с целью интенсификации процессов варки и гомогенизации расплава.

Это создает благоприятные предпосылки для снижения удельного расхода теплоты на процесс варки стекла.Экономия топлива обеспечивается также за счет снижения потерь теплоты через кладку дна в зоне барботирования в связи с предусмотренным предлагаемьпч решением повышенным термическим сопротивлением кладки дна в этой зоне.

В результате применения предлагаемого решения более полно реализуются технологические преимущества метода барботирования шихты и стекломассы в зоне варки в части повышения. производительности, улучшения качества стекла и экономии топлива.

Использование предлагаемого изобретения обеспечит на типовой девятимашинной печи листового стекла увеличение производительности на 3-5Х, увеличение выхода стекла 1-ro сорта

2 — 47. и экономию топлива в 3-6Х.

125230 3

1б

7 7

1б

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 б

Ю г 3

Составитель A. Колосов

Редактор И.Дербак Техред В.Кравчук Корректор Т.Колб

Заказ 4585/25 Тирам 457 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьгтий

113035, Москва, 5-35, Раущская наб., д. 4/5

11