Ванная стекловаренная печь Советский патент 1979 года по МПК C03B5/04 

1

Изобретение относится к стекольной промышленности, в частности к устройствам для варки стекла нри высоких и изменяющихся в значительных пределах съемах стекломассы.

Известны высокопроизводительные стекловаренные ванные печи непрерывного действия, применяющиеся в производстве листового стекла 1. Важнейн им контрольным параметром их работы, в существенной мере определяющим стабильность нроцесса стекловарения, является положение границ щихты и нены. Этот параметр для обеспечения нормальных условий работы печи как стекловаренного агрегата и устойчивой работы стеклоформующих машин должен строго поддерживаться на постоянном уровне. С этой целью выдерживаются стабильные тепловой и газовый режимi;i нечи, обеспечивается постояпство съемов стекломассы, состава шихты и режима загрузки. Известны также стекловаренные ванные печи, в варочном бассейне которых в газовом пространстве по всей длине зоны, занятой шихтой и пеной, вдоль оси печи имеется горизонтально расположенный огнеупорный элемент, экранирующий в указанной зоне расплав стекломассы от теплового излучения, исходящего от факелов горелок и свода печи 2. Экранирующий элемент одним своим краем опирается на верхнюю плоскость брусьев стены загрузочного кармана печи; другой край экранируюц;его элемента подвешен с помощью специальной сложной огнеупорной конструкции к главному своду стекловаренной печи в отапливаемой части ее варочного бассейна. Экранирующий элемент 1звестной .конструкции способствует стабилизации режима варки стекла за счет стабилизации положения границ шихты и пены благодаря созданию в зоне варки поперечных конвекционных потоков стекломассы, направленных от боковых стен варочно5го бассейна но направлению к оси печи, вдоль которой находится экраиированная от излучения и, следовательно, менее нагретая стекломасса.

В этом же патенте представлены стекло0варенные нечи, варочный бассейн которых оборудован холодильником U-образной формы в виде двух параллельно располон енных труб с приспособлением для циркуляции охлаждающего агента. Холодильник проходит из загрузочного кармана по оси печи до границы шихта-пена и находится на поверхности расплавленной стекломассы. Благодаря охлаждающему воздействию холодильника в зоне варки создаются направленные к оси печи поперечные конвекционные потоки стекломассы, что обеспечивает постоян ство положения границ шихты и пены и, следовательно, стабилизирует процесс стекловарения в целом. Недостатками известных стекловаренных печей являются: - недостаточно эффективное использование варочной площади печи ввиду неравномерного распределения загружаемых в печь куч шихты и боя в центральной части варочного бассейна вдоль его осевой линии;-ограниченное излучение тепла от свода и факелов горелок печи в зоне, требующей значительных количеств тепла; на участке бассейна от загрузочного кармана до середины зоны провара шихты; -распространение охлаждающего воздействия экранирующего элемента только на поверхностные слои находящейся под ним расплавленной стекломассы, при этом в объеме стекломасса претерпевает незначительные температурные изменения, что снижа,ет возможности экранирующего элемента как средства стабилизации режима варки;-конструкция выполненного из огнеупорного материала устройства постоянно подвергается воздействию высоких температур п 1аменного пространства печи и вследствие этого не может длительно эксплуатироваться. Ремонт экранирующего элемента известной конструкции возможен только при остановке печного агрегата на холодный ремонт. Таким образом, применение экранирующего элемента известной конструкции приводит к сокращению продолжительности кампании печи. Целью изобретения является стабилизация технологического режима варки и продление рабочей кампании печи. Поставленная цель достигается тем, что экранирующий элемент расположен в варочном бассейне печи вдоль его оси на расстоянии от сыпочной стены 0,1-0,5 длины отапливаемой части варочного бассейна и установлен, по меньщей мере, на двух охлаждаемых опорах, которые в своей нижней части закреплены в дне бассейна. Экранирующий элемент может быть установлен над зеркалом расплава стекломассы или погружен в нее (частично или полностью). В варочном бассейне стекловаренной печи обеспечивается охлаждение расплава стекломассы не только в поверхностном слое, но и за счет воздействия системы охлаждения опор в объеме расплава. В результате возникают резко выраженные, значительно усиленные, поперечные конвекционные потоки стекломассы, направленные в сторону экранирующего элемента по всей длине зоны его действия, распространяющегося на участке от середины зоны провара шихты до конца зоны варочной пены. На фиг. 1 показана стекловаренная ванная печь, вид в плане; на фиг. 2 - то же, продольный разрез; на фиг. 3 - то же, поперечный разрез; на фиг. 4 показан экранирующий элемент, продольный разрез; на фиг. 5 - то же, поперечный разрез; на фиг. 6 - то же, поперечный разрез по опоре; на фиг. 7 показан экранирующий элемент еще по одному варианту выполнения печи с центральной опорой (поперечный разрез по опоре). Стекловаренная ванная печь состоит из варочного 1 и студочного 2 бассейнов, ограниченных боковыми стенами 3 и дном 4 и разделенных по стекломассе 5 заградительным устройством 6. В передней части варочного бассейна расположен узел загрузки щихты в печь, включающей загрузочный карман 7 и сыпочную стену 8. По обеим сторонам варочного бассейна 1 установлены горелки 9, сообщающиеся с регенераторами, не показанными на чертежах. По обеим сторонам бассейна 1 до заградительного устройства 6 имеются симметрично расположенные карманы Питтсбурга 10. В варочном бассейне 1 на участке от середины зоны провара щихты 11 до конца зоны варочной пены 12 установлен экранирующий элемент 13, стабилизирующий положение границ зоны шихты и пены. Экранирующий элемент покоится на опорах Г4 и оснащен подводящими хладагент трубами 15 с соплами 16 и полостями 17 для выхода хладагента. Варочный и студочный бассейны перекрыты сводом 18. Подсводовое пространство ограничено подвесными стенами 19. Над загрузочным карманом 7 перед сыпочной стеной 8 установлены бункера 20 для щихты и используемого для вторичного переплава боя стекла. Печь работает следующим образом . Шихта и бой загружаются в печь в виде поперечных гряд (или куч) 21 через загрузочный карман 7. По мере продвижения вдоль варочного бассейна 1 шихта и бой провариваются, при этом образуется варочная пена 12. Положение границы шихтаварочная пена 22 и границы варочная пена - чистое зеркало 23 устанавливается в результате равновесного взаимодействия ряда технологических факторов, важнейшим из которых является производительность печи по сваренной стекломассе. Охлаждающее воздействие экранирующего элемента 13 и его опор 14 приводит к возникновению цикла интенсивных конвекционных потоков стекломассы 24 и 25, увлекающих плавающие на поверхности расплава стекломассы 5 гряды 21 в направлении от боковых стен 3 бассейна i к центральной продольной оси печи, что обеспечивает более равномерное распределение щихты по щирине бассейна и предотвращает поступление шихты к боковым стенам 3, где температурные условия провара шихты являются наименее благоприятными. Одновременно в зоне размещения экранирующего элемента 13 и его охлаждаемых опор 14 обеспечивается стабилизация положения границ щихта-варочная пена 22 и варочная пена - чистое зеркало 23, т.е. протяженность зоны варки. Расположение экранирующего элемента 13 в варочном бассейне 1 на участке от середины зоны провара шихты до завершения зоны Барачной пены позволяет сосредоточить его стабилизирующее воздействие в районе, наиболее подверженном колебаниям и в то же время в наибольшей степени определяющем стабильность процесса варки в целом. При этом полностью устраняются технологически совершенно неоправданные и недопустимые теплопотери на участке от загрузочного кармана до середины зоны провара шихты, имеющие место на стекловаренных печах известных конструкции. Экранирующий элемент 13 может быть изготовлен в виде одной или нескольких плит. В последнем случае места стыка плит находятся в центре верхней плоскости опор 14. Применение экранирующего элемента 13 в виде нескольких плит, уложенных на опоры 14, закрепленные своей нижней частью в дне печи, позволяет существенно повысить 35 надежность конструкции стекловаренной ванной печи и продлить межремонтный период ее эксплуатации. Экранирующий элемент 13 и опоры 14 изготовляют из стойкого к высокотемпературному воздействию расплав22

to

(Риг.1 ленной стекломассы, шихты и печных газов материала преимущественно бакора. Целесообразно покрытие экранирующего элемента 13 (при реализации варианта изобретения, предусматривающего его погружение в стекломассу) и опор 14 жарои коррозионностойкими материалами, например платиной. Опоры 14 в соответствии с вариантами изготовления печи поддерживают опирающийся на них экранирующий -элемент 13 по всей его ширине или вдоль его продольной центральной оси. При этом шаг между осями опор 14 определяется размером отдельных огнеупорных плит, образующих экранирующий элемент 13. Экранирующий элемент может быть установлен над стекломассой, а также погружен в нее частично или полностью. Формула изобретения Ванная стекловаренная печь, содержащая загрузочный карман в сыпочной стенке варочного бассейна, расположенный в нем экранирующий элемент и нагреватели, отличающаяся тем, что, с целью стабилизации технологического режима варки стекла и продления рабочей кампании печи, она снабжена охлаждаемыми опорами, закрепленными в дне бассейна, на которых установлен экранирующий элемент на расстоянии от сыпочной стенки 0.1-0,5 длины отапливаемой части бассейна: Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Бут Л. М., Полляк В. В. Технология стекла, Стройиздат, М-.,1971, с. 118, 131 - 132. 2.Патент СССР № 293326, С 03 В 5/04. 1968.

фаг. 6

Риг