Ванная стекловаренная печь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик ро996339

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-вуР )М К з

С 03 В 5/04 (22) Заявлено 160281 (21) 3316298/29-33

\ с присоединением заявки Мо

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150283, Бюллетень М6

)53) УДК 666.1 ° .031.2(088.8) Дата опубликования описания 150283

Л.Я. Левитин,. Н.A Панкова, В.A.- Чубинизд

Б.A Савинов, В.Д. Токарев, Л.Г. Байбурт, В.Ю. Резник и Т .Б. Жузе (72) Авторы изобретения

Государственный научно-нсследовательски стекла и Прбизводственное обьединени

"Салаватстекло" (71) Заявители

Я 1 ..j (54) ВАННАЯ CTEKJIOBAPEHHAR ПЕЧЬ

Изобретение относится к промышлен ности строительных материалов, в част. ности .к ванным стекловаренным печам.

Известна ванная стекловаренная печь, в кладке дна бассейна варочной части которой смонтированы электроды дополнительного электроподогрева стек. ломассы (ДЭП) и барботажные сопла в виде поперечных рядов, причем элект- 1п роды установлены в конце зоны провара шихты, а сопла — в зоне чистого зеркала 11).

Недостатками известной ванной стекловаренной печи являются низкая эффективность применения бурления как средства интенсификации варки стекла, так как сопла установлены. только в зоне чистого зеркала (в зоне провара шихты бурление не осушествляется), ухудшение качества стекломассы из-эа вовлечения в выработочный поток об- разующихся при бурлении пузырей, снижение эффективности теплообмена между пламенным пространством печи и расплавленной стекломассой, экрани- . 25 руемой шихтой.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сушности и достигаемому результату является ванная стекловаренная печь с поперечным направ= 30 лением пламени, бассейн которой разделен перегородками на зоны варки, осветления, кондиционирования и выработки стекла, причем в зоне варки расположены барботажные сопла и электроды ДЭП, установленные на двух участках: в зоне шихты между сыпочной стеной и первой парой горелок и в конце эоны варки $2).

Надостатки этой ванной стекловаренной печи следукщие: низкая производительность печи, обусловленная, во-первых, неэффективным теплообменом, так как барботажные сопла расположены не в створе горелок — в результате в образуюШиеся при барбо-. таже термические окна поступает недостаточное количество тепла,. во- вторых, дополнительная тепловая энер- . гия, выделяемая электродами в конце зоны варки, потоками стекломассы выносится в зону осветления, снижая эффективностЪ варки, ухудшая условия охлаждения стекломассы в-студочной части и снижая-качество стекломассы по термической однородности, невысокое качество стекломассы, обусловленное загрязнением стекломассы огнеупорными включениями (продуктами разрушения перегородки) и неста996339 сильным характером конвекционных по-:.оков из-за непрерывного разъедания огнеупорного материала перегородки на протяжении рабочей кампании печи, ограниченный срок службы ванной стекловаренной печи, лимитируемый, в 5 первую очередь, сроком службы перегородки между варочной и осветлительной частями бассейна, так как при высоких скоростях потоков стекломассы в сечении над преградой послед- llO няя подвергается наиболее интенсивному (по сравнению с другими элементами огнеупорной кладки варочного бассейна) разрушению.

Целью изобретения является по- )5 ,вышение производительности печи, каЧеетва стекломассы и продление кампании печи.

Поставленная цель достигается тем, что в ванной стекловаренной пе- 2 чи, включающей сыпочную стенку, варочный и выработочный бассейны, горелки, установленные в боковых стенах, группы донных электродов, смонтированные в зоне шихты и в квельпункте, между которыми в кладке дна в зоне варки расположены сопла бурления, последние установлены в зоне длиной 0,15-0,35 длины варочного бассейна и расположенной от сыпочной стенки на расстоянии 0,05-0,15

его длины, при"ем расстояние от последнего ряда сопел по направлению к выработочному бассейну до первого ряда электродов в квельпункте составляет 0,15-0,25 длины варочного бассейна.

Приближение барботажных сопел к сыпочной стене на расстояние ближе 0,05 длины варочного бассейна снижает эффективность бурления из- 40 за значительного сопротивления куч шихты (высотой 180-250 мм) выходящим из сопел потокам газа, сокращения времени пребывания шихты в зоне варки ввиду возникновения допол- 45 нительного (по отношению к толкающему шихту к выработочной части усилик "-агрузчиков) воздействия на шихту восходящих от сопел валов вращения стекломассы, а также образования пустот, заполненных барботажным агентом, что затрудняет теплообмен между шихтой и расплавленной стекломассой и близости электродов в зоне шихты, 55

Отнесение барботажных сопел от сыпочной стены на расстояние более

0,15 длины варочного бассейна приводит к неэффективности бурления, так как основная часть зоны шихты не подвергается воздействию барботажного агента, к ухудшению условий теплообмена, так как зона бурления выходит за пределы створа первой пары горелок, и через образующиеся термические окна не поступает доста точное количество тепла.

Оптимальная протяженность зоны бурления играет существенную роль как для повышения производительности, так и для улучшения качества стекломассы.

Уменьшение длины зоны бурления менее 0,15 длины варочного бассейна приводит к снижению эффективности применения бурления стекломассы как средства интенсификации процесса варки, так как часть зоны шихты в этом случае не подвергается барботаиной обработке, к снижению эффективности теплообмена, так как горел- ки зоны варки не в полной мере участвуют в теплообмене с шихтой в зоне, подверженной бурлению.

Увеличение длины зоны бурления более 0,35 длины варочного бассейна также нежелательно, так как приводит к следующим отрицательным технологическим эффектам, смещение зоны бурления в зону варочной пены, что приводит к дополнительному образованию варочной пены и вторичных пузырей, которые перетекают через квельпункт и попадают в выработочный поток стекломассы с выходом пузырей на ленту стекла, что существенно снижает ее качество, уменьшение однородности стекломассы из- à увеличения вероятности перетекания свежесваренной стекломассы через квельпункт, снижение мощности сыпочного цикла конвекционных потоков стекло-, массы.

Не менее существенным для повыщения производительности ванной стекловаренной печи и улучшения качества стекла является расстояние от последнего ряда сопел (по направлению к выработке) до первого поперечного ряда электродов в зоне квельпункта.

Уменьшение этого расстояния менее 0,25 длины варочного бассейна приводит к тому, что до момента достижения своего максимального развития поток стекломассы сыпочного цикла встречает на своем пути тормозяцее воздействие восходящих потоков от барботажных сопел.

Увеличение же этого расстояния более 0,25 длины варочного бассейна (при установке электродов ДЭП в зоне квельпункта) сокращает длину soны бурления, что ухудшает теплообмен части горелок с шихтой и снижает эффективность бурления как средства интенсификации процесса варки стекла.

На чертеже схематически изобра-, жен план ванной стекловареиной печи

Ванная стекловаренная печь с поперечным направлением пламени, ос996339 нащенная шестью .парами горелок 1, 2, 3, 4, 5 и 6 в боковых стенах, имеет ряды донных электродов 7, см..нтированных в зоне шихты между сы-. почной стенкой 8 и первой парой горелок 1, а также ряды донных электродов 9, смонтированных в квельпункте между четвертой и пятой парами горелок. Сопла 10 для бурления смонтированы между рядами электродов 7 . и 9, и ближайший к загрузке ряд сопел 10 отстоит от сыпочной стены 8 на величину а. Длина зоны, занятой соплами 10, .ранна в, а расстояние от последнего ряда сопел 10 по направлению к выработочному бассейну до первого ряда электродов 9 в зоне квельпункта равно с.

Ванная стекловаренная печь работает следующим образом.

С помощью механических загрузчи-. к он (на чертеже не показаны) в нарочный бассейн подают шихту и бой.

По мере продвижения по длине нарочного бассейна в направлении квельпункта шихта и бой провариваются благодаря тепловому воздействию пламени при сжигании топлива н горелках 1-6 печи, а также благодаря теплу, выделяемому электродами 7 и

9 дополнительного электроподогрева.

Сваренная, осветленная и усреднен ная стекломасса поступает в студочную и выработочный бассейн.

В процессе провара шихта подвергается воздействию толкающего усилия механических загрузчиков в направлении кнельпункта и обратному воздействию конвекционного потока сыпочного цикла, усиленного дополнительным электроподогреном с помощью электродов 9 в квельпункте.

Система дополнительного электроподогрена с помощью электродов 7, установленных в зоне шихты до первой пары горелок, существенно ниже по своей мощности (в среднем на 70%) дополнительного электроподогрева в квельпункте. В связи с этим дополнительный электроподогрев н зоне шихты не оказывает существенного ослабляющего влияния на сыпочный цикл. Назначение дополнительного электроподогрева в зоне шихты заключается в обеспечении лОкального поддержания температуры стекломассы в загрузочном кармане и в непосредственной близости от сыпочной стены.

Шихта и находящаяся под ней расплавленная стекломасса, прбдвигаясь н c орону ныработочной части печи, подвергаются барботажной обработке газообразным агентом (сжатым азотом, воздухом или другим газом), . подаваемым через сопла 10. При этом тепло, поступающее в зону варки за ,счет дополнительного электроподогре.

Установка сопел 10 в створе первой и второй пар горелок с одновременным использованием дополнитель. ного электроподогрева в зоне квельпункта стабилизирует границы варки, что повышает производительность печи по сварочной стекломассе и обеспечивает продление кампании йечи.

Пример. На печи листового стекла, отапливаемой шестью парами горелок, испытана ванная стекловаренная печь.

Технические данные печи следую— щие:

Производительность по сваренной стекломассе, т/сут

Площадь отапливаемой части нарочного Gacсейна (при работе шести пар горелок), м 270

Длина бассейна(Р ) м 30

Ширина бассейна, м 10

Глубина нарочной части, м, Ширина загрузочного кармана, м 6,8

Тип загрузчиков шихты и боя

Количество возвратного боя, Ъ 23

Количество горелок, пар 6

Общий расход на печь, м /ч 3800

Расход воздуха на горение, м /ч 4 000

430-440

1,4

Роторный

65 ва, равномерно распределяется в указанном объеме.

Кроме того, в местах выхода барботажных пузырей в слое шихты образуются открытые участки зеркала стекломассы — термические окна, благодаря .которым увеличивается тепловоспринимающая поверхность.шихты и ускоряется процесс стекания. свежесваренной пленки расплава с поверх10 ности куч шихты. При этом благодаря тому, что барботажные сопла 10 смонтированы в створе действия первой и второй пар горелок, интенсифици руется процесс теплообмена между

15 пламенным пространством печи и шихтой, ускоряется процесс варки шихты . и увеличивается произнодительность печи.

Восходящий от электродов 9 поток

20 стекломассы является механической преградой на пути движения не только шихты, но и свежесваренного расплава из объема нарочного бассейна.

Благодаря этому стабилизируется и усиливаегся кнельпункт, значительно повышается однородночть стекломассы и качество вырабатываемой продукции.

996339

20 с Д ерхо, Х О Х

° оооо

4 Н о я о о

Махm ха

r e x o хян е о х о .х х е х Ц н Р3 хехо е or» ещ х о, е Я ю о хне; хаас а>

I rrr 2 2 цаех

Е с о m

О а с

rrr o

О Х е

0 Ц

Н И

o z

0 о х ы х е о

К 4 х о. н х

I о о r х о д m о аЕ е (4 Д с о е о е ц о о х

А е н

Н ъ х о

k(X о

П х х о а е.

И

Поимечание

С ВБ а

ЬБ

r o

o o о е

<б х ц а,ох х а

2,89 340

Первый ряд сопел в зоне шихты совпадает с электродами

3 0,1 3

0,033

0,15 1,32

4,5 0,15

4,5

0,05

Варочная пена занимает площадь до конца влета четвертой пары горелок

Квельпункт расположен между четвертой и пятой парами горелок

430

0,2 1,23

9,0 0,3 6

0, 1 1

410

3,3

0,25 1,48

4,5

2,08

0,3

0,4 9

0,20 12

Температура по верхнему строению. печи следующая, С: до первой пары горелок 1440, между первой и второй парами горелок 1520, между второй и третьей парами горелок 1570, между третьей и четвертой парами горелок 1590, между четвертой и пятой парами горелок 1580, между пятой и шестой парами горелок 1530, за шестой парой горелок 1400.

Расположение. электродов следующее: первая группа — между сыпочной стеной и первой парой горелок, всего 12 электродов, расположенных четырьмя группами, вторая группа — в квельпункте — восемнадцать электродов в три ряда.

Мощность первой группы электродов

400-800 кВт, мощность второй группы электродов 2200-3000 кВт.

Характеристика барботажного комплекса. Количество барботажных сопел, установленных симметрично продольной оси печи на участке от первой пары горелок до оси между втое ц ц

e l Ы

v.ох а, oда о лое и ц m е, о

rgxmo

o o а ояе, е х L x хех о х це о ц

< х ц цо

oom а е е о о аы х о «хне еееоц аххэв

0,15 10,5 0,35 7,5 рой и .третьей парами горелок, составляет 13 шт, расстояние от сыпочной стены до начала эоны бурления

3,3 м, протяженность барботажного комплекса 9,1 м, расстояние от конца зоны бурления по направлению к выработочному бассейну до первого ряда электродов в зоне квельпункта

5,85 м.

При этом положение границ зоны варки определяется следующими показателями: — шихты — между второй и третьей парами горелок, — варочной пены — до конца влета четвертой пары горелок.

Оптимальные варианты расположения барботажного комплекса и -дополнительных электродов определены как на физической модели, уменьшенной по сравнению с действующей печью в

35 раз, так и на самой печи.

Величины а = 0,11, Ь = 0,3, с = 0,2.

Результаты испытаний приведены в таблице.

420 Шихта заканчивается между второй и третьими парами горелок

360 Образование пузырей и выход их на ленту стекла

996339

10!

Составитель Т. Вуклей

Редактор О. Персиянцева . Техред !4. 1епер Корректор 10; Макаренко

Заказ 828/32 Тираж 484 Подписное.

ВНИИПИ-Государственного комитета .СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4

Использование предлагаемой стекловаренной печи обеспечивает более эффективное применение интеисифицирующего комплекса, состоящего из двух систем ДЭП и бурления стекломассы с достижением увеличения производительности печи на 4%, и увеличение выхода стекла I сорта на 15 абс.Ъ с одновременным. продлением кампании печи. При этом по технологическим оценкам доля вклада от использования изобретения в повышении производительности печи и сортности c åêла составляет соответственно 1,52,0% и 3,5-5%.

Формула изобретения

t

Ванная стекловаренная печь, включающая сыпочную стенку, варочный 20 и выработочный бассейны, горелки, установленные в боковых стенах, группы донных электродов, смонтированные в зоне шихты и в квельпункте, между которыми в кладке дна в зоне варки расположены сопла бурл ния, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности, качества стекломассы и продления кампании печи, сопла установлены в зоне длиной 0,15-0,35 длины варочного бассейнаи расположенной от сыпочной стенки на расстоянии

0,05-0,15 его длины, причем расстояние от последнего ряда сопел по направлению к выработочному бассейнуедо первого ряда электродов в квельпункте составляет 0,15-0,25 длины варочного бассейна.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельствб СССР

Р 265396, кл. С 03 В 5/02, 1968.

2. Патент США Р 2975224, кл. 65-32, 1961 (прототип).