СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 666 ° 1 ° 031 (088. 8) Л. Я. Левитин, В.Г. Моисеев, Н.A. Панковами . В.П. Пивень, Б.A. Савинов, В.Д. Токарев и В.A. Рожков

Государственный научно-исследовательски институт стекла

I (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ВАННАЯ CTEKJIOBAPEHHAH ПЕЧЬ

Изобретение относится к промышлен ности стройматериалов и может быть использовано в производстве любого вида стекла, варка которого производится в ванных печах непрерывного действия.

Известна стекловаренная ванная печь, в кладе дна бассейна варочной части которой барботажные сопла установлены следующим образом: два поперечных (пер ендикулярных продольной оси бассейна) ряда сопелs зоне температурного максимума;

Один Ряд сопел вЂ” вдоль продольной оси печи на участке от загрузочного кармана до первого (ближайшего к загрузочному карману) из указанных поперечных рядов сопел (1).

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ванная стекловаренная печь, включающая варочной бассейн с группой барботажных сопел, вмонтированных в дно между сы,почной стеной и зоной температурного максимума. Применение печей известной конструкции обеспечивает стабилизацию положения границ эоны варки по длине бассейна и улучшение однородности стекломассы (2);

Однако применение известных конструкций благодаря наличию двух поперечных рядов в зоне температурного максимума также приводит к повышению вероятности вовлечения газовых пузырей из эоны бурления в выработочный поток стекломассой. Другим недостатком конструкции является неэффективное использование централь-. ной прилегающей к продольной оси печи зоны варочного бассейна. Это обус. ловлено конструктивными особенностями известной печи в части расположения сопел, а именно наличием ряда сопел, сориентированного вдоль продольной оси печи. В зоне действия этих сопел возникают восходящие потоки стекломассы, что приводит к образованию открытого (свободного от шихты) участка зеркала стекломассы вдоль продольной оси печи. Указанный участсцс зеркала стекломассы подвергается более интенсивному нагреву по сравнению с участками зеркала

25 стекломассы, изолированными слоем шихты от теплового излучения главного свода печи и факелов горелок. В результате повышается мощность поперечных (направленных от продольной

30 оси печи к боковым стенам бассейна

952774 нарочной части печи) конвекционных потоков стекломассы и, следовательно, интенсифицируется продвижение загружаемых в печь гряд шихты к неэффективным как с технологической, так и теплотехнической точек зрения периферийным участкам бассейна вароч. ной части печи ° Одновременно возникает повышенная вероятность еще одного отрицательного эффекта вЂ” непосредственного контакта шихты с огнеупор- 10 ной кладкой стен бассейна на нарочной части, что, как известно, является одной иэ основных причин усиленной коррозии огнеупорной кладки стен бассейна нарочной части и связанной с этим преждевременной остановки печи на холодный ремонт. 0собенно это характерно для стекловаренных ванных печей, эксплуатирующихся при высокой удельной производительности по сваренной стекломассе с высокой единичной мощностью.

Целью изобретения является интенсификация процесса продления кампании печи.

Поставленная цель достигается тем, что в стекловаренной ванной печи, включающей нарочный бассейн с группой барботажных сопел, вмонтированных в дно между сыпочной стеной и зоной температурного максимума, контурные сопла сориЕнтированы по кривой второго порядка, описываемой уран. нением L = AR + BR + С, где L вЂ” расстояние от сопла до сыпочной стены печи; R вЂ” расстояние от сопла до про-35 дольной оси печи; A = 0,001К +

+ 0,075К вЂ” 0,8; В = 0,19K вЂ” 0,73К + + ; С = 3,53К вЂ” 2,41, при,К=0,350,65 ширины загрузочного кармана, а интервал между смежными соплами контуЩ ра составляет 0,05-0,3 ширины нарочного бассейна.

Указанное соотношение между расстоянием от сопла до сыпочной стены печи L и расстоянием от сопла до про-45 дольной оси бассейна R определено таким образом, чтобы образуемый соплами ряд сконтуривал площадь бассейна нарочной части, характеризующуюся максимальным тепловым напряжением и, следовательно, наиболее благоприятными условиями протекания процесса провара шихты., Интервал между смежными соплами ря)(а составляет 0,05-0,3 от ширины бассейна нарочной части печи при варь55 ировании последней величины в диапазоне 6-12 м. Указанный интервал установлен на основе модельных иссле- . дований по определению размера поперечного сечения восходящего потока 60 стекломассы, возникающего при подьеме через слой стекломассы газовых пузырей, образующихся на выходе из сопел. Принятый интервал между смежными соплами исключает эффект взаимо 65 действия восходящих потоков стекломассы от смежных сопел, тем самым предотвращая возможность локального усиления (или ослабления) мощности этих потоков, что улучшает термическую и химическую однородность стекломассы. Вместе с тем по контуру ряда образуется полученный восходящими от сопел потоками вал стекломассы, являющийся препятствием на пути движения гряд шихты из оконтуренной зоны, например, при увеличении производительности печи по сваренной стекломассе.

В пределах площади, оконтуриваемой описанным рядом сопел, устанавливаются барботажные сопла, обеспечивающие перемешивание стекломассы с целью интенсификации тепло- и массообмена и рациональное распределение гряд шихты по площади зоны варки и увеличение тепловоспринимающей поверхности шихты за счет периодического разрыва пузырями гряд шихты.

Эти сопла, в целях обеспечения одинаковых условий обработки расплава по ширине бассейна, расположены симметрично относительно продольной оси печи, причем в смежных поперечных (перпендикулярных продольной оси пеи) рядах желательно расположение сопел по отношению друг к другу н шахматном порядке. Указанные сопла целесообразно устананливать таким образом, чтобы интервал между ближайшими соплами смежных поперечных рядов в среднем в 1,2-2,5 раза превышал интервал между соплами оконтуривающего ряда. Это способствует тому, что загружаемая в печь шихта не встречает, по мере своего продвижения в пределах оконтуренной зоны, каких-либо препятствий, например в виде локального восходящего нала стекломассы, образованного в результате совмещения потоков стекломассы, восходящих от каких-либо двух или нескольких сопел. Последнее же может привести к существенному торможению и даже к прекращению (на отдельных участках бассейна) нормального продвижения шихты в направлении от места ее загрузки к зоне температурного максимума бассейна нарочной части печи.

На чертеже изображена стекловаренная печь.с комплексом сопел для бурления стекломассы газообразными агентами, план.

Изображенная стекловаренная ванная печь имеет нарочную 1 и выработочную 2 части. Варочная часть 1 отапливается горелками 3. Выработочная часть 2 оснащена стеклоформующими машинами 4. В кладку дна бассейна нарочной части 1 между сыпочной стеной 5 и зоной 6 температурного максимума, главным образом, на участ952774 ке распространения гряд шихты 7 вмонтированы сопла 8. Последние расположены в виде дискретного симметричного относительно продольной оси печи ряда, сориентированного по кривой 9, описываемой приведенным уравнением.

В пределах площади, оконтуриваемой кривой 9 и сыпочной стеной 5 в кладке дна бассейна варочной части 1, % симметрично относительно продольной оси печи установлены сопла 10.

Предлагаемая стекловаренная ван ная печь работает следующим образом.

С помощью механических загрузчиков (не показаны) в бассейн варочной части 1 поступает шихта 7. По мере 15 движения по длине бассейна варочной части 1 в направлении зоны 6 температурного максимума шихта 7 проваривается. Далее сваренная, осветленная (освобожденная от газовых пузырей) и 2О усредненная стекломасса поступает в бассейн вырабоФочной части 2, охлаждается и вырабатывается стеклоформующими машинами 4. При бурлении стекломассы газообразными агентами (на- д5 пример, сжатым воздухом, азотом и др.) через сопла 8 имеет место эффект торможения шихты 7 как при ее продвижении по длине бассейна варочной части 1, так и в сторону боковых стен этого бассейна. Этот эффект достигается благодаря возникновению ориентированного по кривой 9 вала, образованного восходящими потоками стекломассы.,приходящими в движение за счет подъемной силы образующихся на выходе каждого из сопел 8 газовых пузырей. В результате загружаемая в печь шихта 7 сосредотачивается в процессе своего провара в пределах площади, оконтуриваемой кривой. 9 и 40 сыпочной стеной 5, что позволяет выполнить основные технологические требования, предъявляемые характеру распределения шихты в бассейне варочной части современных высокопроизводи- 45 тельных ванных печей и направленные, прежде всего, на симметричное относительно продольной оси печи распределение шихты в центральной части бассейна, характеризующийся максималь- 5О ным тепловым напряжением, обеспечение оптимального соотношения между протяженностью зон варки и открытого зеркала стекломассы и предотвращение контакта шихты с огнеупорной кладкой у стен бассейна варочной части.

При этом поддерживается постоянство положения границ варки в заданных пределах вЂ” важнейшее и необходимое условие стабилизации процесса варки стекла и исключается воэможность поступления на выработку свежесваренной химически неоднородной стекломассы. Благодаря этому существенно по.вышается качество стекломассы по термической и химической однородности.

Таким образом, реализуется главная функция сопел 8, заключающаяся в принудительном и постоянном во времени сосредоточении шихты (в процессе ее провара) в зоне, характеризующейся наиболее благоприятными (с точки зрения рациональной организации процессов теплообмена и стекловарения) условиями. Одновременно исключается возможность контакта шихты с огнеупорной кладкой стен бассейна, что снижает скорость ее коррозии в 1,52 раза и обеспечивает продление рабочей кампании стекловаренной ванной печи на срок до 6-12 мес.

При бурлении стекломассы агентами с помощью сопел 8 достигается также эффект усреднения стекломассы. Этот эффект в значительной мере усиливается за счет бурления стекломассы под шихтой 7, осуществляемого с помощью сопел 10. Причем принятый .. в соответствии с предлагаемым изобретением интервал между соплами 10 в значительной мере снижает технологически нежелательный эффект торможения шихты (движущейся в сторону выработочной части) в пределах эоны действия этих барботажных сопел.

При бурлении стекломассы с помощью сопел 10 имеют также место следующие важные, с точки зрения интенсификации процесса варки стекла и улучшения однородности стекломассы, технологические эффекты; увеличение тепловоспринимающей поверхности шихты путем перераспределения глубинных слоев гряды шихты с подачей их на поверхность в зону высоких температур; интенсификация процесса провара шихты снизу за счет увеличения скорости об-. новления пленки расплава под шихтой, лимитирующей поступление снизу от стекломасаы в глубинные слои гряды шихты, а также благодаря образованию в зоне выхода пузырей системы бурления участков открытого зеркала стекломассы и достигаемому в результате бурления разрыву гряд шихты; обеспечение равномерного распределения шихты "в зоне варки.

При этом в расчете на одну современную линию производства полированного стекла внедрение стекловаренной ванной печи предлагаемой конструкции обеспечивает экономический эффект порядка 250-300 тыс.руб. в год, обусловленный увеличением выпуска продукции на 1Ъ, выхода стекла первого сорта на 1Ъ и снижением удельного расхода топлива на 3-5%. Кроме того, дополнительный экономический эффект обеспечивается за счет продления рабочей кампании на 6-12 мес.

Формула изобретения

Ванная стекловаренная печь, имеющая варочный бассейн с группой бар952774

Составитель Т. Буклей

Техред И.Тепер Корректор Г. Решетник

Редактор Л. Лукач

Тираж 508 Подписное

Bl- .tlRÏÈ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6194 33

Филиал ППП Патент,, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ботажных сопел, вмонтированных в дно между сыпочной стеной и зоной температурного максимума, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью интенсификации процесса и продления кампании печи, контурные сопла сориентированы по кривой второго порядка, описываемой уравнением Ь = AR + BR + С, где L вЂ” расстояние от сопла до сыпочной стены печи; R вЂ” расстояние от сопла до продольной оси печи; . 10

A = 0,001K +"0,075K вЂ” 0,8; В=0,19К

0,73К + 0,5; С = 3,53K вЂ” 2,41, при

K = 0,35-0,65 ширины загрузочного кармана, а интервал между смежными соплами контура составляет 0,05-0,3 ширины варочного бассейна.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Патент COLA Р 3330639, кл. 65 179ю 1967 °

2. Патент Японии 9 47-24927, кл. 21А31 1972 (прототип).

Смесь для барботирования стекломассы // 389033

Устройство для барботирования расплава // 337351

Способ изготовления оптических стекол // 326136

Ванная стекловаренная нечь // 290887

Устройство для импульсного бурления стекломассы // 280783

Способ варки стекла<-,\ij;itif3'-'-^| :.:.х|'пгг:г::\'1 i // 172970

Ванная стекловаренная печь // 79551

Стекловаренная печь и способ варки стекол // 2422386

Изобретение относится к стекловаренной печи и способу варки стекол

Стекловаренная печь // 958334

Способ варки стекломассы и стекловаренная печь с барботированием слоя стекломассы // 2473474

Изобретение относится к способу варки стекла и стекловаренной печи с барботированием слоя стекломассы

Ванная печь // 1157028

Способ бурления стекломассы и устройство для его осуществления // 1224281

Способ варки стекла // 1315394

Изобретение относится к стекольной промьшшенности и может быть использовано на системах производства силикат-глыбы и других типов стекол

Стекловаренная печь // 1330083

Изобретение относится к стекольной промышленности, а и.менно к устройствам для производства листового и тарного стекол

Стекловаренная печь // 1539170

Изобретение относится к производству стекла в ванных печах с регенераторами

Устройство барботирования для обезвоживания стекломассы // 2596836

Изобретение относится к области стекловарения и применяется при варке оптических лазерных стекол на стадии осветления стекломассы. Техническим результатом является повышение эффективности барботирования, сокращение длительности процесса обезвоживания расплава стекла и повышение оптического качества стекла. Устройство барботирования для обезвоживания стекломассы содержит трубку, переходящую в полый корпус, выполненный в виде усеченного конуса. Меньшее основание конуса обращено к трубке, а большее основание выполнено в виде кольцевой площадки, переходящей в сужающуюся часть основания с дном, при этом по всему периметру кольцевой площадки выполнены отверстия. Количество и размер отверстий на кольцевой площадке выполнены в соответствии с конкретным использованием по составу и объему стекломассы. Барботер изготавливают из кремнеземистой керамики на основе стеклообразного диоксида кремния с содержанием SiO2 не менее 96 масс. %. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Стекловаренная печь с барботированием слоя стекломассы // 2610943

Изобретение относится к области производства стекломассы в непрерывном режиме для последующего изготовления изделий из стекла и может быть использовано в стекольной промышленности. Техническим результатом является повышение производительности печи, безопасности её работы и однородности физико-химических свойств стекломассы на выходе из печи. Стекловаренная печь с барботированием слоя стекломассы содержит корпус, который состоит из плавильной камеры прямоугольного сечения с размещенными на ее боковых стенах в нижней части фурмами и из трех камер - камеры осветления и студки, копильника, камеры охлаждения и первичной очистки отходящих газов. Камера осветления и студки размещена под плавильной камерой, а копильник примыкает к торцевой стене плавильной камеры и оборудован блоком выпуска стекломассы. Камера охлаждения и первичной очистки отходящих газов размещена над плавильной камерой и снабжена установленным в ее торцевой стенке загрузочным устройством для загрузки крупных фракций шихты в плавильную камеру, оборудованным наклонным склизом, выполненным в виде металлической принудительно охлаждаемой конструкции с огнеупорной набивкой на рабочей стороне. Стены плавильной камеры, камеры охлаждения и первичной очистки отходящих газов выполнены кессонированными с принудительным охлаждением и огнеупорной защитной набивкой на рабочей стороне, стены камеры осветления и копильника выполнены огнеупорными. Металлические трубчатые кессоны камеры охлаждения и первичной очистки отходящих газов, составляющие ее потолок и торцевую стену, обращенную к противоположному торцу плавильной камеры, объединены в радиационный воздухоподогреватель, входной коллектор которого соединен с устройством подачи воздуха, а выходной коллектор - с воздуховодами смесителей камер сгорания топлива. Каждая из фурм, которая предназначена для подачи в слой стекломассы продуктов сгорания топлива и пылевидной фракции шихты, соединена с соответствующей ей камерой сгорания топлива, установленной с наружной стороны плавильной камеры. Фурмы с камерами сгорания размещены на противоположных боковых стенах плавильной камеры в шахматном порядке. Камера осветления и студки соединена с копильником посредством перетока, верхняя кромка которого расположена ниже оси фурменного ряда плавильной камеры на расстоянии 5 диаметров выходного сечения фурмы. 2 ил.