Циклонная стекловаренная печь

 

Союз Советскиз

Социалистическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1)802206 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 191278 (21) 2697568/29-33 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Опубликовано 07.0281. Бюллетень Йз 5 .

Дата о убликования описания 27, 02. 81 (51)М. Кл.з

G 03 В 5/00

Государствемиый комитет

СССР ио демам изобретений и открытий (53) УДК 666.1.031..2(088.8) В.А.Чубинидзе, Ю.Л.Спирин, Ю.В.Троянкин, Г.А.уф щи „.

В.Н.Болотин, B.A.Íàäëeðìàí, С.А.Тертышников и Ю.Г.Иартьийв

Фю" .

Ф пД

Государственный научно-исследовательский институт стекл н Бюро проектно-конотрукторокое н текннчеокой поЮщцн.>е.

: "ЖА

Государственного научно-исследовательского института сте (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) ЦИКЛОННАЯ СТЕКЛОВАРЕННАЯ ПЕЧЬ

Изобретение относится к установкам для варки стекла и может быть использовано в производстве любого вида стекла, варка которого производится в печах с циклонной камерой плавления. Кроме тот о, изобретение может быть использовано в черной и цветной металлургии, химической проьыаленности и промышленности строительных материалов.

Известны .циклонные стекловаренные печи, состоящие из вертикальной циклонной камеры и горизонтального бассейна, служащего для дальнейшего кондиционирования расплава (1) .

Для этик печей характерно невысокое качество продукции из-за непосредственного перетекания noseyxностного слоя свежесваренного расплава в последующие эоны.

Известны также стеклаваренные установки с кольцевыми циклониымн камерами, выполненными заодно с бассейном для варки и гомогенизации стекломассы, s которых отбор стекломассы для последующего ее кондицконирования осуществляется из глубинных слоев центральной части бассейна, что обеспечивает повышение tcaчества стекломасси и производительности установки (21 .

Однако в этом случае могут встретиться большие трудности конструктивного и эксплуатационного характера.

Более прогрессивной можно считать циклонную стекловаренную печь, включающую вертикальную цилиндрическую камеру с тангенциально расположенными по периметру ее верхней части горелками и приемный горизонтальный бассейн для варки и гомогенизации расплава, в которой нижняя часть ци15 клонной камеры выполнена с водоохлаждаемам диффузором, а приемный бассейн отделен от следующей но стекломассе эоны вертикальной перегородкой (3). Данная печь является наибо20 лее близкой к изобретению.

В циклонной камере такой установки происходит нагрев шихты, ее плавление и образование первичного силикатного расплава с включениями остаточных зерен SiO<. Окончательное растворение кремнезема н гомогениэация расплава происходит в приемном бассейне установки в условиях интенсивного вращения расплава под дей30 ствием газового вихря, выходящего иэ

802?06 циклонной камеры. Исследования на опытно-продымленной установке такого типа показали, что, несмотря на наличие вертикальной перегородки по ходу стекломассы 1 имеет место перетекание свежесваренного расплава в следующую зону за счет увеличения его в проток основным выработочным потоком. Это приводит к существенному ухудшению качесТва стекломассы и ограничению максимально возможной производительности установки. Если стекломасса в объеме приемного бассейна характеризуется высокой степенью однородности (интервал расслоения проб по методу центрифугирования не превышает 0,6-0,7 С), то на выработке этот же показатель крайне низок (от 3,5 до 10 С, а в некоторых случаях хуже).

Целью изобретения является помаиение химической однородности стекломассы и повышение проиэводителькости циклонной стекловаренной устаковки.

В основу изобретения поставлена задача создать такую конструкцию циклонной стекловаренной печи, в которой предотвращалось бы слияние готового расплава иэ выработочного потока со свежесваренной некондиционной стекломассой, и таким образом, устранялась бЫ возможность поступления последней в следующую зону.

Это достигается тем, что циклонная стекловаренная печь, включающая вертикальную цилиндрическую водоох-6 лаждаемув камеру с тангенциально расположенными по периме ру ее верхней части горелками и горизонтальный приемный бассейн с вертикальной перегородкой, отделяющей зону варки от зоны выработки, снабжена примыкающей к вертикальной перегородке горизонтальной перегородкой, установленной перед протоком по всей ширине приемного бассейна.

На фиг. 1 схематически изображена циклонная стекловаренная печь, поперечный разрез; на. фиг. 2 - то же, вид сверху.

Установка для варки стекла включает вертикальную камеру 1, образованную цилиндром с двойными стенками, между которыми пропускается охлаждающий агент. В качестве охлаждающего агента могут быть использованы например, вода, пароводяная смесь, воздух. Стенки камеры 1 выполняются из стали и с рабочей стороны покрыты огнеупорным слоем 2, представляющим собой смесь корунда, огнеупорной глины и раствора ортоФосфорной кислоты.

В верхней части камеры 1 равномерно по ее периметру и тангенциально к ее внутренней поверхности расположены горелки 3, через котоS f0

1S

2S

ЗО

4S

50 рые в камеру подается топливо-воздушная смесь.

Нижняя часть камеры имеет пережим 4, который переходит в диффуэор

5, низко опущенный над поверхностью расплава в приемном бассейне 6. Приемный бассейн б отделен от последующей зоны 7 вертикальной перегородкой 8 и сообщается с зоной 7 через глубинный проток 9. Свод, стены пламенного пространства и бассейна выполнены нз электроплавленного огнеупора 10, а на уровне стекломассы по периметру бассейна установлены водоохлаждаемые кессоны 11. При необходимости свод, стены пламенного пространства и верхний ряд бассейна могут быть футерованы огнеупорной набивкой 2 по металлу с принудительным охлаждением (водяным, пароводхным).

Перед протоком 9 по всей ширине приемного бассейна 6 установлена горизонтальная перегородка 12, нижняя плоскость которой совмещена с нижней кромкой вертикальной перегородки

8, а ширина ее равна 1/6 длины бассеЯна. Как вертикальная, так и горизонтальная перегородки могут быть выполнены с принудительным охлаждением или без него в случае применения огнеупорного материала с высокой корроэионной и эррозионной устойчивостью

Нижняя часть бассейна выполнена из "бакора-41", а дно — из шамотного огнеупора и покрыта бакоровой плиткой.

Установка работает следующим образом.

Шихта тангенциально через горелки 3 или вертикально вниз (на чертеже не показано) поступает в верхнюю часть циклонной камеры 1. Для преодоления избыточного давления в циклонной камере шихта может инжектироваться с помощью небольшого количества сжатого воздуха. Через горелки 3 подается предварительно хорошо перемешанная смесь топлива с окислителем, которая благодаря особой аэродинамической структуре сгорает на коротком участке, образуя нисходящий высокотемпературный газовый вихрь.

Частицы шихты, поступающие в камеру 1, проходят тепловую обработку в ее объеме и отбрасываются центробежными силами газового потока на стенки, где происходит плавление легкоплавких и эвтектнческих соединений. Полученный первичный расплав с включениями нерастворившихся зерен SiO> в виде тонкой пленки стекает через пережим 4 в центральную часть приемного бассейна

6, откуда по спиральным траекториям движется в поверхностном слое к периферии.

802206,Формула изоб тения

Фиг.2

Фи 8 .1

Тираж 517 Подписное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

За счет интенсивного пвремешивания поверхностного слоя расплава выходящим из камеры 1 вихрем газа процессы растворения кремнезема н гомогенизации расплава в нем происходят в несколько раэ быстрее, чвм в ванной печи.

В пристенной области и у вертикальной преграды свежесваренный расплав увлекается нисходящими потоками 13 в глубинные слои. Наличие горизонтальной перегородки 12 перед протоком 9 предотвращает частичное увеличение выработочным потоком 14 некондиционного расплава из нисходящего потока 13 в проток. Тем самым обеспечивается поступление в слв- 15 дующую зону расплава из глубинных слоев центральной части приемного бассейна, т.е ° из зоны наибольшей однородности. Помимо этого устраня-. ется возможность непосредственного щ перетекания свежесваренного некондиционного расплава в следующую зону, благодаря чему увеличивается минимальное время пребывания расплава в приемном бассейне. и, соответственно, производительность всей уста- нонки, Таким образом, установка горизонтальной преграды перед протоком позволяет значительно повысить как качество получаемой стекломассы, так и производительность установки.

Экономическая эффективность от внедрения предложенной конструкции циклонной стекловаренной печи выразится в снижении (примерно на 30Р-) 35

ВНИИПИ Заказ 10513/24

1удвльных капитальных затрат, удель ного расхода топлива, а также в повышении производительности труда и качества вырабатываемой продукции.

1. циклонная стекловаренная печь, содержащая вертикальную цилиндрическую охлаждаемую камеру с тангенциально расположенными по периметру ее верхней части горелками и горизонтальный приемный бассейн с вертикальной перегородкой, отщеляющей зону варки от эоны выработки, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения химической однородности стекломассы и увеличения производительности печи, она снабжена примыкающей к вертикальной перегородке горизонтальной перегородкой, установленной перед потоком по всей ширине приемного бассейна.

2. Печь по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что нижняя плоскость горизонтальной перегородки расположена на одном уровне с нижней кромкой вертикальной перегород-, киi

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

Р 315692, кл. С 03 В 5/14, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

9 504710, кл. С 03 В 5/04, 1974.

3. авторское свидетельство СССР

Р 258541, кл. С 03 В 5/05, 1970.