Прямоточная стекловаренная печь

 

Сущность изобретения: прямоточная стекловаренная печь включает зоны стеклообразования и перегрева. Отношение их объемов составляет (0,7-2,4): (0,1-2,8). 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к стекольной промышленности и предназначено для варки всех видов стекол, кроме кварцевого.

Известны прямоточные стекловаренные печи, в которых связаны соотношениями объемы зон варки, осветления, протока, гомогенизации [1].

Такие связи некоторых зон определенными соотношениями позволяют выбрать оптимальные размеры зон, что приводит к экономии ТЭР, увеличению удельных съемов, экономии огнеупоров и улучшению качества стекломассы. Однако в них отсутствует связь между объемами зоны стеклообразования и перегрева.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является прямоточная стекловаренная печь, включающая зоны стеклообразования и перегрева [2].

Известно, что в зоне стеклообразования прямоточных печей протекают все основные процессы, связанные с растворением зерен кварца, т.е. практически заканчивается процесс варки стекломассы. Важная роль отведена в прямоточных печах и зоне перегрева. В этой зоне осуществляется снижение вязкости сваренной, но не однородной и не осветленной стекломассы и подготовка ее к дальнейшему усреднению и осветлению. Поэтому в условиях прямоточного стекловарения наличие связи посредством соотношения между объемами этих зон является крайне необходимым.

Наличие такой связи позволяет решить вопросы выбора оптимальных размеров этих зон, а значит, и печи в целом при условии достижения максимальных значений удельных съемов с 1 м²/ч и экономии топливно-энергетических ресурсов и огнеупоров.

Опытно-экспериментальным путем было установлено, что при отношении объема зоны стеклообразования к объему зоны перегрева, равном (0,7-2,4): (0,1-2,8), удалось достичь увеличения удельного съема стекломассы, продления кампании печи, улучшения качества стекломассы.

Если принять предел отношения объема зоны стеклообразования к объему зоны перегрева больше указанного предела, то стекломасса не прогревается до необходимого предела температуры и ее вязкость снизится недостаточно, а значит в целом процесс подготовки стекломассы к усреднению, не завершится.

Если принять отношения объема зоны стеклообразования к объему зоны перегрева меньше чем (0,7-2,4):(0,1-2,8), то размеры зоны стеклообразования уменьшатся и ее объем не позволит полностью завершиться в этой зоне процессу растворения зерен кварца, вследствие чего появится непровар, свиль и другие виды брака.

Таким образом, только соотношение объемов зон стеклообразования и перегрева (0,7-2,4): (0,1-2,8) обеспечит повышение удельного съема, продление кампании печи, улучшение качества стекломассы.

Конкретный пример выполнения опытно-промышленных варок с указанным соотношением размеров элементов и получаемым при этом положительным эффектом представлен в таблице.

На чертеже показан продольный разрез стекловаренной печи.

Через загрузочный карман 1 шихта поступает в зону силикатообразования 2, где протекают основные реакции между твердыми компонентами и происходит плавление шихты.

Расплав поступает в зону стеклообразования 3, в которой в результате рационально подобранных и связанных соотношением объемов зон стеклообразования и перегрева происходит интенсивное растворение кварца. Процесс растворения зерен кварца осуществляется при интенсивном перемешивании сжатым воздухом, поступающим через барботажные сопла 4. Далее охлажденный расплав поступает в зону перегрева 5. Объем зоны перегрева связан соотношением (0,1-2,8): (0,7-2,4) с зоной стеклообразования. Такая связь позволяет определить оптимальный размер этой зоны, необходимый для конкретного случая, при строительстве прямоточной печи и обеспечить экономию огнеупора.

Одновременно объемы выбранной зоны перегрева достаточны для интенсивного прогрева расплава и подготовки его к гомогенизации.

После этого расплав с необходимой для качественной гомогенизации вязкостью поступает в зону гомогенизации 6, в которой происходит его качественное усреднение.

Сваренная однородная стекломасса попадает на осветлительный лоток 7, где обеспечивается качественное осветление в тонком слое, и через заглубленный проток 8 поступает на выработку. Отопление печи осуществляется посредством горелок 9, дымовые газы эвакуируются через дымоотводящий канал 10.

Предлагаемая прямоточная печь имеет производительность 15 т/сут.

Формула изобретения

ПРЯМОТОЧНАЯ СТЕКЛОВАРЕННАЯ ПЕЧЬ, включающая зоны стеклообразования и перегрева, отличающаяся тем, что, с целью повышения удельного съема, продления кампании печи и улучшения качества стекломассы, отношение объема зоны стеклообразования к объему зоны перегрева составляет (0,7 - 2,4) : (0,1 - 2,8).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2