Ванная стекловаренная печь

 

О П И С А Н И Е ()887483

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистнчесних

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.03.80 (21) 2894411/29-33 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) M. Кл.

С ОЗВ 5/235

Государственный комитет

СССР (43) Опубликовано 07.12.81. Бюллетень № 45 (53) УДК 666.1.031.21 (088.8) по делам изобретений н открытий (45) Дата опубликования описания 07.12.81

М. И. Попов, Д. Н. Шепелев, В, Ю. Резник, Л. М.. Проценко, А. И. Бутняков и А. П. Волков

Борский ордена Ленина стекольный завод и1к. Горького, Всесоюзный научно-исследовательский институа еклаи Институт высоких температур АН СССР (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) ВАННАЯ СТЕКЛОВАРЕННАЯ ПЕЧЬ

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и в частности к конструкциям ванных стекловаренных печей.

Известна ванная стекловаренная печь, содержащая обогреваемый бассейн с системой электродов. Под воздействием ионов, находящихся в расплавленной стекломассе, создается термо-ЭДС и происходит разрушение нагревательных электродов. Для устранения этого явления в стекловаренной печи устанавливают вспомогательные электроды, которые питают постоянным током.

Полярность вспомогательных электродов выбирают таким образом, чтобы они притягивали ионы, разрушающие рабочие электроды (1).

Недостатком известной ванной стекловаренной печи является отсутствие защиты огнеупорных стен печи от воздействия заряженных ионов расплавленной стекломассы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является ванная стекловаренная печь, содержащая бассейн с системой обогрева и защитные электроды, смонтированные в своде и боковых стенках бассейна, причем положительный полюс источника напряжения соединяют с электродами, расположенными на боковых стенках бассейна в расплавленной стекломассе, а отрицательный полюс— с электродами, смонтированными в своде стекловаренной печи (2).

Недостатками такой ванной стекловаренной печи является неэффективное и неравномерное снятие термо-ЭДС со стен и печи, обусловленное не оптимальным расположением электродов. Это приводит к уменьшению срока службы печи, а также к загрязнению стекломассы продуктами разрушения огнеупора, что снижает коэффициент использования стеклом ассы.

Целью изобретения является продление кампании печи и увеличение ее производительности.

Поставленная цель достигается тем, что в ванной стекловаренной печи, содержащей бассейн с системой обогрева и защитные электроды, смонтированные в своде и в боковых стенках бассейна, защитные электроды расположены симметрично относительно продольной оси бассейна с шагом 0,1—

0,25 длины бассейна, а электроды в боковых стенах установлены заподлицо с внутренней поверхностью бассейна, причем глубина от окружки до оси электрода составляет 0,05 — 0,25 глубины бассейна.

В предложенном техническом решении благодаря монтажу защитных электродов

887483 сс ь о

3.+ - (Т) LQ с

| сс

o o o

65 о с Э С1 С 1 С1 С с о о о о

o o o

YJ LQ сЬ с1 -. ч

О О О О с Э сс - с

С3 C !

О О сс: O O О сЭ сС с

С 1 С1 ) C) „ с

О сЬ LQ cQ с0 сс с Э с 5 с :5 с Э с с > с с1 -.i с1 с1

LQ с 0 с !

1Х ся ж

О сб

Р и

О

Сс

О

О О О О О сЬ

CO С 3 С3 С С CQ C I

С 1 СЧ C I C 3

z д

Ql с»

v сЬ О О

"О с J сс3 ч ч Я ь сс ь ь сь

О О О О

cQ с3 с 3 сЭ сч ч сч ca ci о о о ь а

c ч ьс — о

C 1 Ч С 1 1 C 1

О и; lQ сЬ сЬ L

Π— О

C1 CI 1 Ч чпиаах иьаи 1чюд

-Ы ииас1д

0) С CQ N СО О

О и

О Л сС с,),О а>

И

t»

CJ

О

Ы

С4 сь

Д заподлицо с внутренними поверхностями боковых стен бассейна устранено значительное разрушение защитных электродов.

Симметричное расположение защитных электродов относительно продольной оси бассейна обеспечивает одинаковое снятие заряда с обеих боковых стен бассейна и предотвращает более активное разрушение одной из его боковых стен.

Установка защитных электродов вблизи поверхности стекломассы на глубине менее

0,05 глубины бассейна может привести к быстрому разрушению защитных электродов и снизить эффективность защиты боковых стен бассейна. Погружение защитных электродов более 0,25 глубины бассейна снижает эффективность защиты боковых стен вблизи окружки печи (на уровне зеркала стекломассы) из-за значительного удаления линии нейтрализации заряженных ионов от линии максимального разъединения огнеупора (окружки печи).

Уменьшение шага между защитными электродами менее 0,1 длины бассейна приводит к усложнению конструкции и значительному расходу платиновых защитных электродов, Увеличение шага между защитными электродами более 0,25 длины печи вызывает неравномерность снятия зарядов со стен печи вблизи электродов противо-ЭДС полностью уничтожает термо-ЭДС, а между электродами на стенах печи остаются заряженные ионы, которые способствуют разрушению огнеупора. Это снижает эффективность использования защитных электродов.

Расположение защитных электродов в своде печи по двум симметричным линиям, параллельным оси печи, при том же шаге в продольном и поперечном направлениях обеспечивает соосное расположение положительных и отрицательных электродов.

Это создает условие для полного и равномерного снятия возникающих в стекломассе термо-ЭДС.

На чертеже показана ванная стекловаренная печь в аксонометрии.

Ванная стекловаренная печь содержит бассейн 1 с системой обогрева 2, состоящий из ряда газовых горелок. В своде 3 ванной стекловаренной печи смонтированы защитные электроды 4, а в боковых стенах 5 ниже уровня стекломассы — защитные электроды 6. Электроды 6 смонтированы заподлицо с внутренней поверхностью бассейна

1, симметрично относительно его продольной оси. Шаг 1 между защитными электродами 6 в боковых стенах 5 бассейна 1 составляет 0,1 — 0,25 L (L — длина бассейна 1). Защитные электроды 6 смонтированы на глубине Н от оси электрода до окружки (уровень зеркала стекломассы), равной

0,05 — 0,25 Н (Н вЂ” глубина бассейна 1).

Защитные электроды 4 смонтированы в своде ванной стекловаренной печи по двум

887483

55 сймметричным линиям, параллельным продольной оси печи, с тем же шагом l в продольном и поперечном направлении.

Ванная стекловаренная печь работает следующим образом.

Предварительно подготовленная шихта поступает в варочный бассейн 1 и под действием системы обогрева 2, содержащей ряд газовых горелок, превращается в расплавленную стекломассу. Вследствие того, что расплавленная стеклом асса содержит заряженные ионы, боковые стены 5 ванной стекловаренной печи адсорбируют ионы, что вызывает образование заряда на внутренней поверхности боковых стен 5 варочного бассейна 1 и увеличивает разрушение огнеупорного материала.

Для уменьшения этого эффекта к защитным электродам 6, смонтированным ниже уровня стекломассы заподлицо с внутренними боковыми стенами 5, подключают положительный полюс источника напряжения, а к защитным электродам 4, смонтированным в своде 3 ванной стекловаренной печи, подключают отрицательный полюс источника напряжения. Противо-ЭДС снимает заряд со стен печи 5 и уменьшает их разрушение.

Пример. На Борском стекольном заводе опробована предложенная конструкция ванной стекловаренной печи.

Стекломасса следующего состава, вес.о о:

SiO 72,25

А4Оз 1,87

Ге Оз 0,13

СаО 6,70

Мдо 4,10

К О 14,95 варилась при максимальной температуре

1500 С в ванной стекловаренной печи с поперечным направлением пламени в варочном бассейне длиной 28 м, шириной 8 м и глубиной 1,5 м, снабженном шестью парами горелок. Боковые стены нарочного бассейна были выложены из огнеупора толщиной 250 мм.

На боковых стенах варочного бассейна между горелками и в стекломассе заподлицо с его внутренними поверхностями симметрично относительно его продольной оси смонтированы защитные электроды, каждый из которых состоит из двух платиновых проволок диаметром 0,5 мм. Расстояние от оси каждого электрода до окружки бассейна h варьируют от 75 мм до 400 мм. Оптимальное расстояние составляет 250 мм. При этом соотношение этого расстояния к глубине бассейна изменялось от 0,05 до 0,27.

15 0 Э

При максимальном значении этого соотношения снижается эффективность защиты огнеупорных стен вследствие неполного снятия заряда, особенно вблизи окружки.

Шаг между защитными электродами на боковых стенах бассейна варьируют от 3 до 7 м, ITQ составляет от 0,1 до 0,25 от длины варочного бассейна L.

В своде печи по двум симметричным линиям, параллельным продольной оси печи, смонтированы такие же платиновые защитные электроды. Расстояние от боковых стен печи до осей защитных электродов с каждой стороны составляет по 2 м. Шаг между защитным11 электродами в продольном направлешш соответствует шагу между защитными электродами в боковых стенках бассейна.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Результаты испытаний показали, что скорость разъедания за сопоставимые сроки (за 9 месяцев) в зоне наибольшего разьедания (между третьей и четвертой горелкам:t) снижена более, чем в два раза (с

70 мм до 30 мм).

Продление мсжре: 1011TIIQTQ сро1 а с;1ужбы ванной стскловаренной печи обеспечивает не только уменьшение годовых расходов на холодный ремонт печи, но и увеличение ее нроизводительпос-и.

Ожидаемый годовой экономический эффект от использования предложенного технического решения только на одной ванной стекловаренной печи составит 269,8тыс. руб.

Формул а изобретения

Ванная стекловаренная печь, содержащая бассейн с системой обогрева и защитные электроды, смонтированные в своде и в боковых стенах басссйна, о тл и ч а ющ а я с я тем, что, с целью продления кампании печи и увеличсьн1я се производительности, защитные электроды расположень симметрично относительно продольной ос1 бассейна с шагом 0,1 — 0,25 длины бассей на, а электроды в боковых стенах установ лены заподлицо с внутренней поверхностьн бассейна, причем глубина от окружки д< оси электрода составляет 0,05 — 0,25 глуби пы бассейна.

Источники информации, принятыс во впи.,1ан11с прп экспсртпзе

1. Патент Вел;1кобритаипп Л" 1281424, кл. 1-1 2Н, опубл. 1972.

2. Патент ЧССР ¹ 136876, кл. 32а 5/16, опубл. 1970 (прототип) .

887483

Составитель Т. Буклей

Техред Л. Куклина

Корректор Е. Осипова

Редактор Е. Дайч

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2511/9 Изд. Ке 642 Тираж 530 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я(-35, Раушская наб., д. 4/5