СТЕКЛОВАРЕННАЯ ПЕЧЬ Российский патент 2000 года по МПК C03B5/04 C03B5/26 

Изобретение относится к стекольной промышленности и предназначено для всех видов стекол, кроме кварцевого.

Известно, что все процессы стекловарения, такие как растворение зерен кварца, обеспузырование стекломассы, протекают в объемах стекла, и поэтому при проектировании стекловаренных печей необходимо рассматривать не линейные соотношения отдельных элементов стекловаренной печи, а их объемы. Только в этом случае возможно реально судить о взаимосвязи отдельных элементов печи и о протекании всех процессов стекловарения в целом.

Кроме того, существует достаточно очевидная связь между объемом порога и протока в стекловаренной печи любой конструкции, так как одна из основных функций протока заключается в растворении мелких газовых включений за счет некоторого снижения температуры стекломассы при поступления ее из варочного бассейна в проток. Поэтому выбранные параметры порога могут быть велики или малы для получения качественной, осветленной стекломассы на выработке.

Если порог будет велик, то это может привести к излишнему расходу дорогостоящего огнеупора - бакора, а если мал, то есть вероятность получения плохоосветленной стекломассы, содержащей крупные газовые включения, которые не будут "раздавлены" в протоке.

Известна стекловаренная печь по а.с. N 1659364, которая имеет поперечный донный порог в варочном бассейне, причем дно варочного бассейна между порогом и проточной стенкой выполнено ступенчато, с высотой ступени 0,3-0,7 высоты входного сечения протока, а длина зоны порога до ступени составляет 0,2-0,9 длины зоны от порога до проточной стены. Недостатком данного изобретения является отсутствие объемной связи между порогом и протоком.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является стекловаренная печь по а.с. N 1691328, которая имеет порог, установленный в осветлительном бассейне, высотой 0,5-0,65 от глубины осветлительного бассейна и длиной 0,4-0,6 от длины бассейна, причем порог располагается на расстоянии 2,0-2,5 глубины осветлительного бассейна от проточной стены, т.е. от протока. Принятая конструкция донного порога позволяет ускорить дегазацию газовых включений в зоне осветления. Недостатком данного изобретения является то, что размеры придонного порога обуславливают его связь только с глубиной осветлительного бассейна и проточной стеной.

Техническая задача изобретения - улучшение процесса стекловарения за счет установления четко обусловленной связи между объемом порога и объемом протока.

Техническая задача достигается тем, что в стекловаренной печи, включающей варочный бассейн, порог в варочном бассейне, проток, дно варочного бассейна, загрузочный карман, объем порога в варочном бассейне печи относится к объему протока как (30-35):(3-4), а расстояние от загрузочного кармана до порога относится к расстоянию от порога до протока как (6-10):(3-6), причем проток выполнен под углом (11-18)^o к дну бассейна стекловаренной печи, а расстояние от дна бассейна печи до окружки печи в варочном бассейне относится к высоте порога как (14-20):(8-10).

Работа стекловаренной печи.

Шихта через загрузочный карман 8 (см. чертеж) поступает в варочный бассейн 1, где происходит интенсивное растворение зерен кварца. Интенсификация процесса варки обусловлена рациональными размерами варочного бассейна и прежде всего правильно выбранным местом расположения осветлительного порога в варочном бассейне, а именно: соотношением расстояния порога от загрузочного кармана к расстоянию от порога до протока как (6-10):(3-6). Если принять расстояние от загрузочного кармана до порога меньше указанных в соотношении, то процесс варки стекла, т.е. процесс растворения кварца, не будет протекать в полном объеме и большое количество зерен кварца будет занесено за порог в зону меньших температурных напряжений, т.е. за 3-ю пару горелок. Это приведет к повышенному браку в стекле, например, свиль и т.д.

Если принять расстояние от загрузочного кармана до порога больше указанных пределов, то размеры бассейна стекловаренной печи в целом будут необоснованно завышены, что приведет к излишним материальным затратам и снизит экономическую эффективность стекловаренной печи.

Практически проваренная, но не осветленная стекломасса далее поступает на порог 3, где в результате рационально выбранных его размеров, обусловленных соотношением объемов порога и протока как (30-35):(3-4), происходит интенсивное обеспузыривание стекломассы.

После порога температура стекломассы по направлению к протоку постепенно снижается и далее стекло поступает в проток 6.

Объемная связь между порогом и протоком, а также рационально выбранный угол наклона протока к порогу в размере (12-18)^o позволяет получить качественную стекломассу на выработке, в выработочном бассейне 7. Если принять отношение объема порога к объему протока меньше, чем (30-35):(3-4), то на выработке будет брак - пузырь в стекле. Наиболее вероятен средний и крупный пузырь.

Если принять отношение объема порога к объему протока больше принятого предела, то это приведет к необоснованному увеличению расхода дорогостоящего огнеупора - бакора, на строительство порога и в целом приведет к снижению экономической эффективности стекловаренной печи. Если принять угол наклона порога к дну бассейна меньше, чем (12-18)^o, то вероятен занос в проток загрязненных придонных слоев, что приведет к снижению качества стекла. Если принять угол наклона порога к дну бассейна больше, чем (12-18)^o, это может привести к нежелательному снижению температуры стекла на выработке.

Успешному протеканию всех стадий стекловарения способствует рационально выбранное соотношение расстояния от дна бассейна печи до ее окружки к высоте порога, определенное соотношением (14- 20):(8-10). Если принять отношение расстояния от дна бассейна печи 3 до окружки печи в варочном бассейне к высоте порога больше, чем (14-20):(8-10), то процесс осветления на пороге, обусловленный подъемом к поверхности нижних слоев стекломассы, будет затруднен, т.е. эффективность этого процесса будет снижена.

Если принять отношение расстояния от дна бассейна печи до окружки печи в варочном бассейне к высоте порога меньше, чем (14-20):(8-10), это приведет к лишним материальным затратам, на создание порога больше пойдет бакорового бруса, а эффективность процесса дегазации пузырей не увеличится. Таким образом, в целом, снизится экономической эффект от внедрения стекловаренной печи.

Процесс горения в стекловаренной печи осуществляется при помощи горелок (2).

Конкретный пример выполнения опытно-промышленных варок с конкретным соотношением размеров заявленных элементов и получаемым при этом положительным эффектом представлен в таблице.

Изобретение относится к стекольной промышленности и предназначено для варки всех видов стекол, кроме кварцевого. В стекловаренной печи отношение объема порога к объему протока составляет (30 - 35) : (3 - 4) при соотношении между расстоянием от порога до загрузочного кармана и расстоянием от порога до протока (6 - 10): (3 - 6). Проток выполнен под углом 11 - 18^o к дну бассейна стекловаренной печи, а расстояние от дна бассейна печи до окружки печи в варочном бассейне относится к высоте порога как (14 - 20) : (8 - 10). Технической задачей изобретения является интенсификация процесса варки, улучшение качества стекла и снижение расхода дорогостоящих огнеупорных материалов. 1 табл., 1 ил.

Стекловаренная печь, включающая варочный бассейн, порог в варочном бассейне, проток, дно варочного бассейна, загрузочный карман, отличающаяся тем, что порог и проток стекловаренной печи выполнены таким образом, что объем порога в варочном бассейне печи относится к объему протока как (30 - 35) : (3 - 4), а расстояние от загрузочного кармана до порога относится к расстоянию от порога до протока как (6 - 10) : (3 - 6), причем проток выполнен под углом 11 - 18^o к дну бассейна стекловаренной печи, а расстояние от дна бассейна печи до окружки печи в варочном бассейне относится к высоте порога как (14 - 20) : (8 - 10).