Ванная стекловаренная печь

 

Сущность изобретения: ванная стекловаренная печь содержит свод стены и варочный бассейн с боковыми стенками из огнеупорного материала с охлаждаемыми элементами на водяном или испарительном охлаждении. Охлаждаемые элементы установлены вплотную к наружной стороне и выполнены в виде двух рядов из стальных труб, расположенных в двух вертикальных плоскостях и продольных стальных полос, наваренных на охлаждаемые трубы по всей их длине под углом 45^o к вертикальной плоскости. Расстояние между осями змеевиков составляет 2,4-3 наружных диаметров труб, расстояние между плоскостями, в которых расположены змеевики, -1,0-1,2, а высота продольной стальной полосы - 0,2-0,3 наружного диаметра трубы змеевика. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к устройствам для производства стекла.

Известна конструкция холодильников, состоящая из двух горизонтальных коллекторов с вертикальными экранными трубами, между наружными поверхностями которых имеется зазор. В этот зазор введены гребенки для удерживания огнеупорной замазки со стороны варочного бассейна [1] Недостатком является возможность проникновения жидкого стекла между охлаждаемыми трубами экранов, что неизбежно заставит останавливать печь на восстановительный ремонт стен варочного бассейна.

Наиболее близким техническим решением к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ванная стекловаренная печь, содержащая свод, стены и варочный бассейн с боковыми стенками из огнеупорного материала с охлаждаемыми элементами на водяном или испарительном охлаждении [2] Недостатки данной конструкции следующие.

1. Отсутствие охлаждения средней и нижней части стен варочного бассейна. Если поставлена цель увеличить срок службы ванны, то необходимо предохранить от разрушения не только верхнюю часть стен, но и среднюю и нижнюю части стен, разрушение которых завершается примерно через 1,5 года работы стекловаренной печи.

2. Отсутствие герметичности каналов. Каналы выполняются в блоках при стыковке которых в швах неизбежны зазоры шириной до 1 мм. Через эти зазоры будет выходить воздух. Суммарная площадь щелей в одном продольном канале вдоль стенки составляет: π˙d˙h˙n= π˙30х1х25=3500 мм², где d диаметр канала 30 мм; h зазор между смежными блоками 1 мм, n количество блоков в ряду 35 шт.

В то же время полученное сечение канала составляет F = 700 нм² Таким образом общая площадь щелей превышает сечение канала 5 раз Охлаждение канала воздухом в этих условиях невозможно. Требуется специальная герметизация соединяемых соседних блоков.

3. Точность установки огнеупорных блоков стен варочного бассейна не превышает ±5 мм. Поэтому возможное (максимальное) смещение отверстий при монтаже составит 5+5 мм=10 мм. Т.е. возможные смещения отверстий достигает 30% от диаметра.

4. Воздушное охлаждение менее эффективно, чем водяное охлаждение, поэтому оно в меньшей степени противодействует разгару кладки.

5. При разъединении кварцевых блоков нарушаются воздушные каналы.

Целью изобретения является повышение срока службы огнеупорной футеровки стен варочного бассейна и возможность надежной работы при частично или полностью разрушенной огнеупорной футеровке.

Указанная цель достигается тем, что в ванной стекловаренной печи, содержащей свод, стены и варочный бассейн с боковыми стенками из огнеупорного материала с охлаждаемыми элементами на водяном или испарительном охлаждении, охлаждаемые элементы установлены вплотную к наружной стороне огнеупорных стен и выполнены в виде двух рядов змеевиков из стальных труб, расположенных в двух вертикальных плоскостях, и продольных стальных полос, наваренных на охлаждаемые трубы по всей их длине под углом 45^о к вертикальной плоскости. Расстояние между осями змеевиков составляет (2,4-3) наружных диаметров трубы, расстояние между плоскостями, в которых расположены змеевики (1,0-1,2), а высота продольной стальной полосы (0,2-0,3) наружного диаметра трубы змеевика.

На фиг. 1 показана ванная стекловаренная печь, общий вид; на фиг.2 змеевики, общий вид; на фиг.3 змеевики, план.

Стекловаренная часть включает свод 1, верхнюю неохлаждаемую часть стен 2, подину 3, огнеупорную футеровку 4 варочного бассейна и охлаждаемые элементы стен варочного бассейна. Охлаждаемые элементы (фиг.2) выполнены из двух остальных змеевиков 5 и 6, которые расположены в двух вертикальных параллельных плоскостях и смещены друг относительно друга на 1/2 расстояния между осями труб змеевиков. Они расположены в параллельных вертикальных плоскостях, находящихся на расстоянии (1-1,2) наружных диаметров труб змеевика. Расстояние между осями труб каждого змеевика находится в пределах (2,5-3) наружного диаметра труб змеевика. На трубах змеевиков приварены продольные ребра 7 длиной (0,25-0,5) и толщиной (0,15-0,3) наружного диаметра трубы змеевика. Ребра приваривают под углом 45^о к горизонту и служат препятствием для проникновения жидкой стекломассы в межтрубное пространство. Змеевики заключены в корпус холодильника из листовой стали 4. Межтрубное пространство заполнено огнеупорным бетоном 8. Между бетоном и наружной стенкой холодильника проложен слой термоизоляции 9. Общая толщина охлаждающих элементов составляет 4-5 наружных диаметров труб змеевиков.

Охлаждающие элементы данной конструкции устанавливают с наружной стороны огнеупорной футеровки стен варочного бассейна. Шов между огнеупорной кладкой и холодильником заполняется огнеупорной пастой, например огнеупорной глиной на жидком стекле. Охлаждающие элементы подключают к системе испарительного охлаждения или источнику технической воды при водяном охлаждении.

Работа стен варочного бассейна оборудованного холодильниками данной конструкции протекает следующим образом.

В первые месяцы работы печи происходит постепенное разъедание кладки стен варочного бассейна. Вначале, когда кладка цела, охлаждающее действие холодильников не сказывается на скорость разрушения кладки и она (у поверхности ванны) достигает 1 мм в сутки. По мере уменьшения толщины кладки скорость ее разрушения за счет охлаждающего действия холодильников снижается до 0,5 мм в сутки. Таким образом холодильники примерно на 25-30% увеличивают срок службы огнеупорной кладки варочного бассейна. Однако примерно через год работы огнеупорные блоки в верхней части стен варочного бассейна полностью разрушаются и жидкая стекломасса непосредственно контактирует с холодильниками.

Бетонная масса холодильников также по прошествии одного-двух месяцев работы печи разрушается и жидкая стекломасса вплотную подходит к охлаждаемым змеевикам.

Из экспериментов, проведенных в натурных условиях, и опыта работы стекловаренных печей с охлаждаемыми элементами стен варочного бассейна установлено, что на поверхности охлаждаемых элементов образуется слой затвердевшего стекла толщиной 5-12 мм. Толщина этого слоя зависит от температуры стекломассы и ее состава. Таким образом после разрушения бетона холодильников на охлаждаемых змеевиках сформируется гарнисаж из стекла толщиной 5-12 мм.

Формула изобретения

1. ВАННАЯ СТЕКЛОВАРЕННАЯ ПЕЧЬ, содержащая свод, стены и варочный бассейн с боковыми стенами из огнеупорного материала, с охлаждаемыми элементами на водяном или испарительном охлаждении, отличающаяся тем, что охлаждаемые элементы установлены вплотную к наружной стороне огнеупорных стен и выполнены в виде двух рядов змеевиков из стальных труб, расположенных в двух вертикальных плоскостях, и продольных стальных полос, наваренных на охлаждаемые трубы по всей их длине под углом 45^o к вертикальной плоскости.

2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что расстояние между осями змеевиков составляет 2,4 - 3,0 наружных диаметра трубы, расстояние между плоскостями, в которых расположены змеевики, - 1,0 - 1,2, а высота продольной стальной полосы - 0,2 - 0,3 наружного диаметра трубы змеевика.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3