Стекловаренная ванная печь Советский патент 1984 года по МПК C03B5/04 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в.частности к устройствам для производства любого вида стекла, варка которого производится в ванных печах непрерывного Действия.

Иэвестньа стекловаренные печи, кладка дна варочного бассейна которых, главным образом для экономии топлива, оснащена слоем тепловой изоляции, характеризующимся одинако-выми материальным составом и толщиной по всей площади наружной поверхности дна варочного бассейна. При таком выполнении тепловой изоляции кладки дна обеспечивается определенный эффект экономии топлива (обычно не более 3-6% от общего расхода топлива на стекловаренную печь) l , .

достижение более значительного эффекта экономии топлива, например путем сокращения теплопотерь за счет увеличения толгдины слоя изоляции.,оказывается невозможным,так как в этом случае.в зоне контакта изоляционного слоя с собственно огнеупорной кладкой дна развиваются температуры, близкие к температурам размягчения обычно применяющихся для этих целей теплоизоляционных материалов (например, шамотного легковесного огнеупора или легковесных бетонов) .

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемым результатам к изобретению является стекловаренная ванная печь, кладка дна варочного бассейна которой оборудована Г4НОГОСЛОЙНОЙ тепловой изоляцией. Как и в первой конструкции, структура многослойной изоляции по материальному составу и толщине изоляционного слоя, характеризуется одинаковыми показателями по всей площади варочного басрейна. Указанная кладка дна с тепло аой изоляцией имеет термическое сопротивление в 1,5-2 раза превышающее аналогичный показатель первой конструкции 2 . .

Изьестная конструкция обеспечивает повышенную тепловую экономичность, но эффектив ность ее применения ограничена действием ряда технологических факторов. В частности, с. увеличением суммарного тергчического сопротивления изоляционных слоев нарушаются условия нормального развития сыпочного цикла конвекционных потоков стекломассы изза создания так называемого растя нутого квельпункта, что приводит к снижению градиента температуры стекломассы, находящейся в районе температурного максимума и в начале зоны провара шихты - движущей сиы сыпочяого цикла потоков стекломасол. Кроме того, имеет место более интенсивный Лрогрев расплава в Объеме, сориентированном вдоль центральной оси печи Последнее явление усиливает конвекционные потоки стекломассы в направлении к боковым стенам бассейна, что приводит к продвижению шихты в указанном направлении. В результате снижается варочная способность пеЧи, так как провар части шихты осуществляется в неблагоприятных (и с теплотехнической,и технологической точек зрения условиях пристенной зоны. Кроме того, гряды шихты непосредственно контактируют с огнеупорной кладкой боковых стен бассейна, что, как известно, является, основной причиной преждевременного разрушения кладки в условиях эксплуатации современных высокопроизводительных стекловаренных ванных печей.

Целью изобретения является увеличение производительности, снижение расхода энергии и повышение термической и химической однородности стекломассы.

Эта цель достигается тем, что в стекловаренной ванной печи, включающей варочный бассейн с тепловой изоляцией, огнеупорной кладки, кладка дна печи выполнена с дифференцированным по технологическим зонам термическим сопротивлением, при этом соотношение термических сопротивлений кладки дна в зоне варки, на участке температурного максимума по стекломассе и в зоне гомогенизации составляет 1: (1,2-1,3) : l,l-(l,15j , а соотношени сопротивления кладкидна в зоне варки на участке по оси шириной 0,050,20 ширины варочного бассейна и со- , противления остальной части кладки дна зоны варки составляет 1 .(1,05-1,15 .

Выполнение кладки дна варочного бассейна с дифференцированным сопротивлением обеспечивает четко выраженный температурный максимум по стекломассе при сохранении необходимого для нормального развития-сыпочного цикла потоков градиента температур стекломассы между температурным максимумом и зоной загрузки шихты. Это достигается за счет более высокого, по сравнению с зоной, варки,. термического сопротивления кладки

5 дна в температурном максимуме печи. Выполнение центрального, сориентированного вдоль продольной оси бас сейна- участка дна зоны варки с наимены-:им (в пределах варочного бассейно) термическим сопротивлением создает благоприятные условия для преимущественного сосредоточенияшихты в центральной области варочного бассейна, так как в этом случае ,

5 снижается интенсивность поперечных

потоков стекломассы за счет большого тейлоотбора от объема расплава, расположенного вдоль продольной оси бассейна.

.Выполнение кладки для стекловаренной ванной печи на участке завершения процесса осветления и гомогенизации стекломассы с термическим сопротивлением, характеризующимся промежуточным (между температурным максимумом и зоной варки), одинаковым по. всей площади указанного участка или постепенно возраста;ющим в направлении температурного максимума), значением, позволяет избежать на указанном Участке резкого нагрева возвратного потока стекломасы, и связанной с этим повышенной.вероятности значительного нарушения изотермии потока по глубине и такого технологически недопустимого явления, как образование вторичных пу зырей. .

На фиг. 1 изображена стекловаренная ванная печь с.контурами дифферецированной по площади дна варочного бассейна тепловойизоляцией, план/ на фиг. 2 - стекловаренная ванная печь с дифференцированной тепловой изоляцией кладки дна, продольный разрез; на фиг. 3 - то же, поперечный разрез; на фиг. 4 - то же, по второму варианту выполнения, продольный разрез; на.фиг. 5 - то же-, по третьему варианту выполнения. ,. Стекловаренная ванная печь имеет варочный 1 и выработочный 2 бассейн Варочный бассейн отапливается горелками 3. Выработочный бассейн 2 оснащен ;вырабрточными каналами 4. Огнеупор ыая кладка дна 5 оснащена многослойной тепловой изоляцией б с дифференцированным по зонам 7-10 термическим сопротивлением. . ,

: Выполнение дифференцированной многослойной тепловой изоляции огнеупорной кладки дна.с указанным соотношением между характеристически,ми технологическими зонами поясняется в таблице на одном из примеров выполнения тепловой изоляции указанного типа.

Тепловая изоляция в -зоне 10 .может выполняться в различных вариантах, например с одинаковыми по всей площади зоны 10 материальным составом и -толщиной слоя т плоизоляции (фиг. 3), либо с одинаковым по материальному составу слоем .тепловой изоляцией, но с постепенно ступенчато уменьшающейся (в направлении выработочной частк) толщиной .слоя (фиг. 4) , либо с выполнением слоя, одинакового по толщине, но с различным материальным составом СОиг. 5) . Выбор конструкции слоя зоны 10 определяется конкретным вариантом опорных конструкций кладки дна зтой зоны.

Стекловаренная ванная печь работает следующим образом.

С помощью механических загрузчиков (не показаны) в варочный бассейн 1 через загрузочный карман 11 поступает шихта 12. По мере движения по длине варочного бассейна 1 . в направлении температурного максимума (зона 10) шихта 12 проваривается. Далее сваренная, осветленная и усредненная стекломасса поступает в выработочный бассейн 2 и в выработочные каналы 4. Благодаря значительно меньшему термическому сопЕ отивленйю кладки дна в зоне 7 шихта 12 равномерно распределяется в пределах площади варки с рациональным использованием благоприятной как с технологической, так и теплотехнической точек зрения центргьльной области зоны варки. Наличиеже наиболее мощного (в пределах дна вароч- ного бассейна) слоя тепловой изоляции в зоне 9 создает четкий, ориентированный на относительно небольшом участке длины варочного бассейна 1 температурный максимум по стекломассе с обеспечением достаточно высокого градиента температур стекломассы на участке между зоной температурного максимума 9 и загрузочным карт маном 11, что, в свою очередь, обуславливает достаточно интенсивный конве:кционный поток стекломассы в сыпочном цикле.

Обратная ветвь выработочного потока стекломассы, попадая в зону действия тепловой изоляции 10, претерпевает постепенно возрастающее температурное воздействие. Благодаря 3тому, улучшается качество стекломассы по термической однородности и снижается вероятность образования вторичных пузырей.

Важным технологическим зффектом, достигаемым без какого-либо нарушения принятых норм по организации конвекционных потоков стекломассы в сыпочном и выработочном циклах, является повышение в условиях предлагаемой конструкции средневзвешенног уровня температуры стекломассы в объеме бассейла варочной части примерно на 100-200%. Этот зффецт обеСпечивается благодаря применению мощной многослойной тепловой изоляции, которая не могла быть использована в печах известных конструкций по указанным причинам. Значительное повышение уровня тём.ператур стекломассы в бассейне варочной части способствует увеличению производительности печи по сваренной стекломассе на 3-5% (или зкономии топлива на 5-8% при той же производительности

печи). Одновременно снижается градиент температур стекломассы по высоте расплава, что способствует вовлечению в конвекционный обмен прак тически Bcet-o содержащегося в варочной части объема стекломассзз. Это .повышает термическую и химическую однородность стекломассы и, следовательно, качество готовой продукции. Кроме того, продлевается рабочая кампания печи за счет снижения вероятности поступления шихты к пристенным участкам и,

следовательно, уменьшается скорости коррозии огнеупоров стен бассейна, достигается более высокая степень стабилизации процесса варки стекла и.увеличивается устойчивость процесса варки к случайным нарушениям температурного поля в объеме расплава. Суммарный экономический эффект внедрения изобретения применительно к ванной печи листового стекла производительностью 400г500 тонн стек200 ломассы в сутки составляет 250 тыс.руб. в год.

СТЕКЛОВАРЕННАЯ ВАННАЯ ПЕЧЬ, включающая варочный бассейн с тепловой изоляцией огнеупорной кладки, о т л и ч а ющ аяся тем, что, .с целью увеличения производительности, снижения расхода энергии и поВЕлшения термической и хилмческой ойнородности стекломассы, кладка д{1а печи выполнен с дифференцированным по технологическим зонам термическим сопротивлением, при этом соотношение термических сопротивле- , НИИ кладки дна в зоневарки., на участке температурного макс., по стекломассе и в зоне гомогенизации составляет 1

Нейтраль- Плавленый ный мер- корундотел ь вый огб 20 неупор (5. 100

Бакор-33 Нейтраль- Плавленый 6 100 ный мер- корундотель вый ог6 20 неупор 6 100 римечание .У - удельный вес

б 200

Шамотный

Алюмохромо фосфатбрус

d 400 ный бетон сУ 400. кг/м, 6 200

АлюмохроШамотныймофосфатбрус

б 400 ный бетон

с гг 600

кг/м , i 200 теплоизоляционного материала.

5 12