ОГНЕУПОРНЫЙ БЛОК И ПЕЧЬ Российский патент 1997 года по МПК C03B5/27 

Bзобретение относится к стекловаренной печи и методу и устройству для закрепления вспомогательного оборудования в стенке печи для работы в печной атмосфере, в частности к методу и устройству для закрепления вспомогательного оборудования в стенке печи с наружной поверхности печи.

В настоящее время в стекольном производстве установку огнеупорных блоков для закрепления определенных типов оборудования, например нагревательных электродов, приходится выполнять в процессе ремонта в холодном состоянии. Это требует остановки печи, а для осуществления монтажных работ удаления расплава стекла из печи по крайней мере в окрестности зоны работ. Затем можно устанавливать огнеупорные блоки, находясь внутри печи.

В ходе выполнения подобных работ рабочий должен карабкаться по внутренней поверхности печи, что создает значительную вероятность повреждения огнеупорной плитки/огнеупорных блоков в окрестности рабочей зоны и может вызвать необходимость замены плиток/блоков, окружающих рабочую зону, в дополнение к плиткам/блокам, заменяемым для предполагаемой установки огнеупорных блоков.

Обычные методы закрепления вспомогательного оборудования имеют ряд явных недостатков, среди которых:
стоимость огнеупорных блоков и плиток, которые подлежат запланированной замене, а также блоков и плиток, замена которых может потребоваться в результате повреждения в ходе выполнения работ;
потеря доходов во время простоя печи, включая время дренирования, охлаждения, проведения ремонта и нового пуска.

Наиболее близким по технической сущности является огнеупорный блок, содержащий элемент для закрепления вспомогательного оборудования в стенке стекловаренной печи и сама печь.

В соответствии с изобретением предусматривается метод установки в стенку печи с наружной поверхности печи огнеупорных блоковых элементов, приспособленных для приемки вспомогательного оборудования для использования в печной атмосфере, заключающийся в выполнении на части толщины стенки печи снаружи первого отверстия первого поперечного сечения, выполнение на всей толщине стенки снаружи в виде продолжения первого отверстия второго отверстия меньшего поперечного сечения, чем первое отверстие, образуя, таким образом, ступенчатое отверстие в стенки печи и закрепление в вышеназванном ступенчатом отверстии блокового элемента, имеющего внутреннюю часть, приспособленную для плотного вхождения во второе отверстие, и наружную часть, приспособленную для плотного вхождения в первое отверстие.

Преимущества изобретения над ранее применявшимся методом в основном состоят в том, что закрепление огнеупорных блоков, позволяющих закреплять вспомогательное оборудование, осуществляется с наружной поверхности печи, обычно во время ремонта в холодном состоянии и, таким образом, избавляет рабочих от необходимости карабкаться по внутренней поверхности стенки печи с тяжелым оборудованием. Кроме того, поскольку отверстие в огнеупорной плите просверливается в печи в процессе монтажа, в огнеупорных плитках вокруг просверливаемого отверстия повреждения не возникают. Как следствие этого, двух вышеупомянутых проблем можно в значительной степени избежать и, таким образом, имеется возможность отрегулировать или модернизировать печь с относительно малыми затратами и быстро.

Обычно огнеупорный блок или огнеупорные блоки устанавливаются в печи в соответствии с изобретением во время стандартного простоя в холодном состоянии, например во время ремонта в холодном состоянии.

В предпочтительном варианте изобретения отверстие просверливается через стенку печи с ее наружной поверхности, не проходя через огнеупорную футеровку печи, а второе отверстие меньшего диаметра просверливается через огнеупорную футеровку печи таким образом, чтобы его продольная ось совпадала с осью отверстия, высверленного в стенке печи.

Предпочтительно, чтобы отдельный огнеупорный блок вводился в отверстие или отверстия через стенку печи и огнеупорную футеровку печи, огнеупорный блок должен иметь такие форму и размеры, чтобы обеспечивался хороший поверхностный контакт с окружающими поверхностями после ввода, а также должен иметь центральное продольное сквозное отверстие для монтажа вспомогательного оборудования.

Сквозное отверстие в огнеупорном блоке имеет предпочтительно постоянный диаметр. Однако альтернативно сквозное отверстие может быть ступенчатым или коническим.

Установка вспомогательного оборудования в печи предпочтительно выполняется введением вспомогательного оборудования в печь через сквозное отверстие в огнеупорном блоке с последующим закреплением.

В предпочтительном варианте изобретения отдельный огнеупорный блок имеет пробку, находящуюся в сквозном отверстии со стороны огнеупорного блока и введенную в печь. Таким образом, пробка входит в контакт с расплавленным стеклом в печи во время работы печи и, следовательно, пробка позволяет не допускать вытекания расплавленного стекла из печи по сквозному отверстию, когда огнеупорный блок введен в высверленное отверстие (высверленные отверстия) и перед введением вспомогательного оборудования в печную атмосферу.

В предпочтительном варианте поверхности пробки, которые входят в контакт с огнеупорным материалом блока, в который введена пробка, подвергаются алмазной шлифовке. Как об этом свидетельствует промышленный опыт, это позволяет избежать протекания стекла между пробкой и огнеупорным блоком, в который она вставлена.

Теперь для того, чтобы можно было ввести элемент вспомогательного оборудования по сквозному отверстию в печь, пробка должна быть перемещена в печь, что достигается одним из следующих методов: с помощью специального инструмента, который проходит через сквозное отверстие или с помощью вспомогательного оборудования, если оно введено в печную атмосферу.

В соответствии с изобретением метод закрепления вспомогательного оборудования может применяться для крепления огнеупорного блока, чтобы можно было устанавливать любой тип оборудования, который может проходить через сквозное отверстие, например нагревательные электроды, барботеры, термопары и т. п.

Необходимо отметить, что метод закрепления вспомогательного оборудования в соответствии с изобретением может применяться для крепления огнеупорных блоков при закреплении вспомогательного оборудования в любой стенке печи.

В соответствии со вторым аспектом изобретения предусматривается огнеупорный блоковый элемент для закрепления в стенке печи с внешней поверхности печи, упомянутый блоковый элемент, позволяющий принимать вспомогательное оборудование для использования вспомогательного оборудования в печной атмосфере, упомянутый блоковый элемент, имеющий внешнюю часть круглого поперечного сечения, предназначенную для плотного вхождения в первое отверстие, просверленное на часть толщины стенки печи от ее внешней поверхности; внутренняя часть круглого поперечного сечения, соосная с наружной частью и меньшего диаметра, чем наружная часть, упомянутая внутренняя часть, пригодная для плотного вхождения во второе отверстие, просверленное на всю толщину стенки печи с наружной поверхности печи, сквозное отверстие через наружную и внутреннюю части, и съемная пробка для плотного введения в упомянутое отверстие с внутреннего конца наружной части.

Для введения вспомогательного оборудования в печную атмосферу через сквозное отверстие в огнеупорном блоке "на месте" необходимо передвинуть пробку таким образом, чтобы создалась возможность прохождения оборудования. Как об этом говорилось выше, пробка может быть передвинута с помощью специального инструмента или, альтернативно, развертыванием вспомогательного оборудования.

Изобретение также предусматривает печь, имеющую боковые и нижние стенки из огнеупорного материала, характеризуемую первым отверстием первого поперечного сечения, просверленным на часть толщины стенки печи от ее наружной поверхности, вторым отверстием меньшего поперечного сечения, чем первое отверстие, просверленным на всю толщину стенки от внешней ее поверхности в виде соосного продолжения первого отверстия, первым и вторым отверстиями, составляющими вместе ступенчатое отверстие в стенки печи, огнеупорным блоковым элементом, имеющим сквозное продольное отверстие для введение в него вспомогательного оборудования, используемого в печной атмосфере, упомянутым блоковым элементом, имеющим внутреннюю часть, плотно входящую во второе отверстие, и наружную часть, плотно входящую в первое отверстие, и передвижной пробкой для вхождения в упомянутое продольное отверстие с внутреннего конца внутренней части.

На фиг. 1 представлено схематическое боковое поперечное сечение участка стекловаренной печи, имеющей огнеупорный блок, закрепленный в соответствии с изобретением; на фиг. 2 схематическое торцовое поперечное сечение участка печи с огнеупорным блоком, как это показано на фиг. 1; на фиг. 3 - схематическое изображение поперечного сечения по линии X-X' участка печи с огнеупорным блоком, как это показано на фиг. 1, 2; на фиг. 4 сечение стекловаренной печи в соответствии с изобретением.

На фиг. 1 и 2 показан огнеупорный блок 1, прикрепленный к нижней стенке 2 стекловаренной печи, которая расположена на решетчатой конструкции из опорных балок 3.

Печь содержит объем 4 расплавленного стекла, которое обычно имеет температуру 1000 1350^oC. Поэтому все поверхности печи, на которые воздействует расплавленное стекло, покрыты слоем или футеровкой 5 огнеупорного материала, например расплавленных литых оксидов алюминия оксида циркония - оксида кремния.

Огнеупорный блок 1 размещен в отверстии, которое высверлено в нижней стенке 2 стекловаренной печи, и во втором соосном отверстии, высверленном в огнеупорной футеровке, которое имеет меньший диаметр, чем отверстие, высверленное в нижней стенке 2, и является соосным с ним.

Огнеупорный блок 1 имеет форму и размеры, позволяющие ему иметь хороший контакт с поверхностями нижней стенки 2 и огнеупорной футеровки, которые охватывают огнеупорный блок 1. Кроме того, огнеупорный блок имеет центральное продольное осевое сквозное отверстие 6 постоянного диаметра.

Следовательно, огнеупорный блок 1 представляет собой трубчатую конструкцию, имеющую главное сечение 12 диаметром, практически равным диаметру рассверленного отверстия в стенке печи, в которой оно находится, и второе сечение 13, диаметр которого практически равен диаметру отверстия, рассверленного в огнеупорной футеровке. Из-за разницы во внешних диаметрах главного сечения и второго сечения 13 огнеупорного блока 1, у него образуется полка 14.

Пробка 9 введена с одного конца сквозного отверстия 6 огнеупорного блока 1 для недопущения утечки расплавленного стекла по сквозному отверстию 6 наружу в период времени, предшествующий введению вспомогательного оборудования, например введению в печь нагревательного электрода через сквозное отверстие 6.

Будучи размещенным в рассверленных отверстиях, огнеупорный блок 1 закрепляется в заданном положении с помощью опорного кольца 8 и опорной конструкции 7, которая удерживает опорное кольцо 8 и, таким образом, огнеупорный блок 1 в заданном положении.

В сквозное отверстие 6 снаружи введен держатель 10, состоящий из стержня 11, обычно соединенного с решетчатой конструкцией 3 для закрепления держателя в необходимом положении, и концевого участка, изготовленного из огнеупорного материала для обеспечения того, чтобы расплавленное стекло не вытекало по сквозному отверстию 6 до введения вспомогательного оборудования.

Для введения элемента вспомогательного оборудования в печь с использованием сквозного отверстия в закрепленном огнеупорном блоке 1, применяется следующая технология: из сквозного отверстия 6 выдвигается держатель 10. В сквозное отверстие 6 вводится вспомогательное оборудование, например электрод или устройство для нагрева электрода. Вспомогательное оборудование проталкивается в сквозное отверстие 6 и в расплавленное стекло в стекловаренной печи, по мере продвижения вспомогательного оборудования оно выбивает пробку 9 из занимаемого ею положения и вспомогательное оборудование устанавливается в заданном положении и закрепляется в рабочем положении.

Огнеупорный блок 1 вводится в стенку печи с помощью следующей процедуры: первое отверстие А высверливается в соответствующей стенке печи, но не достигает огнеупорной футеровки печи, далее в огнеупорной футеровке высверливается второе отверстие B меньшего диаметра, являющееся соосным первому отверстию А, огнеупорный блок 1 с пробкой 9 в сквозном отверстии 6 вводится в первое отверстие А и проталкивается вперед до положения, в котором главное сечение 12 располагается в первом отверстии А, а второе сечение 13 - во втором отверстии B таким образом, чтобы полка 14 опиралась на огнеупорную футеровку печи. Огнеупорное кольцо 8 вводится в отверстие А таким образом, чтобы оно опиралось на основание огнеупорного блока 1. Далее опорное кольцо 8 и, таким образом, огнеупорный блок 1 закрепляются в заданном положении с помощью опорной конструкции 7 и держатель 10 или вспомогательное оборудование вводится в сквозное отверстие 6 для последующего введения вспомогательного оборудования в печную атмосферу.

На фиг. 4 показана стекловаренная печь с боковыми стенками 15, имеющими огнеупорную футеровку и ряд вертикально расположенных электродов 17, каждый из которых размещен в сквозном отверстии 6 соответствующего огнеупорного блока 1 в нижней стенке 2 печи.

Изобретение было проиллюстрировано примером, в котором вспомогательное оборудование было введено в печь через нижнюю стенку для закрепления. Однако опытные специалисты могут сделать вывод о том, что метод монтажа вспомогательного оборудования в соответствии с изобретением может быть применен для монтажа не только через нижнюю стенку, но также и через любую другую стенку печи. В альтернативном варианте сквозное отверстие 6 может быть ступенчатым или коническим.

Изобретение относится к стекловаренной печи. Печь имеет боковую стенку и нижнюю стенку с огнеупорной футеровкой. Для создания возможности закрепления вспомогательного оборудования, например электрода, огнеупорные блоки вставляются в нижнюю стенку настоящей печи. Для установки каждого огнеупорного блока с наружной поверхности печи просверливается отверстие большого диаметра в наружной части толщины стенки и отверстие меньшего диаметра - в футеровке. Огнеупорный блок имеет ступенчатую конструкцию для плотного вхождения в высверленные отверстия. Центральное сквозное отверстие в огнеупорном блоке имеет передвижную пробку в его внутреннем конце, которую можно передвигать введением вспомогательного устройства. 2 с. и 3 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. Огнеупорный блок, содержащий элемент для закрепления вспомогательного оборудования в стенке стекловаренной печи, выполненный с центральным сквозным отверстием, отличающийся тем, что элемент для закрепления вспомогательного оборудования содержит наружный участок и внутренний участок меньшего диаметра, соосный с наружным, и снабжен пробкой с осевым пальцем, расположенным в отверстии, и колпачком, прикрепленным к осевому пальцу и расположенным со стороны внутреннего участка. 2. Блок по п. 1, отличающийся тем, что центральное отверстие имеет постоянный диаметр по длине. 3. Блок по п. 1, отличающийся тем, что центральное отверстие является ступенчатым. 4. Блок по п. 1, отличающийся тем, что центральное отверстие является коническим. 5. Печь, включающая стенки с огнеупорной футеровкой со ступенчатым отверстием и размещенным в нем огнеупорным блоком, отличающаяся тем, что она снабжена пробкой, установленной в отверстие с внутреннего его конца. 6. Печь по п. 5, отличающаяся тем, что отверстие имеет круглое сечение.