Способ варки минерального сырья Советский патент 1983 года по МПК C03B5/00 

Изобретение относится к промышлен ,ности строительных материалов, в частности к варке минерального сырья в ванных печах, и может быть использовано для отопления ванной стекловаренной печи. Известен способ варки минерального сырья путем сжигания топлива над обрабатываемым материалом в газогорелочных устройствах типа плоскопламенных горелок 1 . Недостатком известного способа яв ляется то, чт© топливо сжигается на значительном расстоянии от поверхнос ти обрабатьшаемого материала и образуются зоны- пониженных тепловых нагрузок меясду факелами горелок, что значительно снижает эффективность ис пользования топлива при таком спосо.бе- .сжигания. Наиболее близким к изобретению по техн.ической с-ущности и достигаемому результату является способварки минерального сырья путем сжигания топлива в закрученных потоках над сырьем и рс.ветления расплава с созданием ёговолнообразного. движения 2. Однако использование известного способа при варке минерального сырья не позволяет обеспечить быстрого наГ рева расплава., что снижает качество расплава.,Цель изобретения - интенсификация теплопередачи и повышение качества распл.ава. . указанная цель достигается тем, что сжигание согласно способу варки минерального сырья путем сжигания топлива в закрученных потоках над сырьем и осветления расплава с созда нием его волнообразного движения, в каждый эпицентр закрученного потока, под углом 3-53°к плоскости расплава и под углом 45-65°к продольной .оси печи вводят струю кислорода на расстоянии от стен бассейна равном 0,05-0,2 его ширины, причем.целесооб разно.струю кислорода -подавать по на правлений движения закрученного потока. Горение топлива н.ачинается на поверхности ,фурм, происходит на поверх ности расплава, при этом обеспечивается интенсивный перенос тепла к рас плаву и интенсивное осветление на волнообразной поверхности. Интенсив.ность теплопереноса обеспечивается .приближением высокотемпературной зоны к расплаву, улучшая тепловые характеристики печи, снижается удельный расход топлива на плавку и улучшается качество расплава. На фиг. 1 представлена схема расположения струй эпицентровв горизон тальной .плоскости и сопла для подвода кислорода; на фиг. 2 - схема волнообразного движения расплава и траектории закрученных:факелов/ продольный разрез; на фиг. 3 - сипло для подвода кислорода, поперечный разрез. Вдоль основного производственнбго потока расплава расположены г)уппы эпицентров 1 и 2, закрученных потоков 3 и 4/ которые совместно с факелом 5 кислорода зон гомогенизации и осветления образуют волнообразное движение расплава 6. Минеральное сырье - смесь, %;кварцевый песок 60, доломит 15, сода 10, известняк 15 - загружают в ванную стекловаренную печь производительностью 6 т/сут (ширина печи 2 м, длина 5м). Печь отапливают двумя рндами плоскопламенных горелой, расположенных в своде -печи над бассейном на расстоянии 1 м друг от друга и 0,8 м. от стен бассейна. Варку минерального сырья осуществляют над смесью сырьевых материалов путем сжигания 300 природного газа по 35-38 в каждой горелке в закрученном - потоке с добавкой 350380 НМ7Ч воздуха в количестве в каждую горелку. Образованный факел развивает температуру в печи до 1450с, расплавляя сырьевь1е материалы, в результате чего получают расплав. Факел у протока печи образовывает волнообразное движение расплава, что способствует его осветлению. На поверхности расплава на расстоянии 0,5 м - 0,6 м от стен бассейна (0.25-0,33 ширины печи) под углом 50-55 к оси печи и 40-45к плоскости расплава вводят кислород с помощью охлаждаемой трубки диаметром 1-2 мм при давлении 3-5 атм. Сопла с кислородом размещают по центрам горелок по направлению движения закрученного потока. При этом температура в печи на поверхности расплава поднимается до 1500°G. Удельный съем стекломассы до 1000 кг/мч,а выход годных изделий Леклошариков - до 92%. При введении факела кислорода на расстоянии от стен бассейна/ меньшим 0,05 .его ширины, возникают техничес- кие сложности введения кислорода и кислородный факел уходит из района эпицентров закрученных потоков, возникают неравномерные температурные поля по зеркалу расплава. При введении кислорода на расстоянии от стен бассейна, большим 0,2 его ширины, высокотемпературный факел приближается к огнеупорным стенам -и наблюдается их оплавление и загрязнение расплава. Оптимальным вар)яантом, при котором достигается наилучший теплообмен и качество расплава, является введение кислорода на расстоянии от стен бассейна ранном 0,125 его ширины, так как при этом сохраняются равномерные температуры го расплаву . и огнеупору, .При введении кислорода под углом меньшим оси печи наблюдается выброс факела кислорода на станы Ьас сейна и их оплавление/ то же самое наблюдается при увеличении угла 6. Лучшие условия наблюдаются : при введении факела кислорода с углом 55Р к оси печи, так как не будет .выброса факела на стены и сохранится огнеупор, не будет загрязнения расплава. При введении факела кислорода к плоскости расплава под углом, меньшим ifi набгаодается отход «ысокотемпе ратурного факе.ла от расплава и ухудшается теплообмен. При введении факела кислорода к плоскости расплава под углом, большим 53, наблюдается оплавление огнеупора стен бассейна и свода и загрязнение расплава. Оптимальным вариантом, при котором происходит варка и осветление расплава, « является введение кислорода под углом плоскости расплава, при этом достигается наилучший тепломассообмен расплава с факелом. Регулировка количества природного газа, воздуха и кислорода, поступающего в каждую из закрученный струй, осуществляют (Запорно- регулирующей арматурой. Испытания способа показали, что производительность агрегата увеличивается на 50%, а выход годных изделий на 12-14%.

5

(риг.З