Циклонная стекловаренная печь Советский патент 1981 года по МПК C03B5/00 

(54) ЦИКЛОННАЯ СТЕКЛОВАРЕННАЯ ПЕЧЬ

1

Изобретение относится к установкам для варки стекла и может быть использовано в производстве любого вида стекла, варка которого производится в печах с циклонной камерой плавления. Кроме того, изобретение может быть использовано в черной и цветной металлургии, химической промышленности и пролишленности строительных материалов.

Известны .циклонные стекловаренные печи, состоящие из вертикешьиой циклонной камеры и горизонтального бассейна, служащего для дальнейшего кондиционирования расплава fl.

Для этих печей характерно невысокое качество продукции из-за непосредственного перетекания поверхностного слоя свежесваренного расплава в последующие зоны4

Известны также стекловаренные установки с кольцевыми циклонншт Кс1мерами, выполненными заодно с бассейном для варки и гомогенизгихни стекломассы, в которых отбор стекломассы для посл адующего ее кондиционирования осуществляется из глубинных слоев центральной части бассейна, что обеспечивает повышение качества стекломассы и производительности установки 2 .

Однако в этом случае могут встретиться большие трудности конструктивного и эксплуатационного характера.

Более прогрессивной можно считать циклонную стекловаренную печь, включгиощую вертикальную цилиндрическую

0 камеру с тангенциально расположенными по периметру ее верхней части горелками и приемный горизонтальный бассейн для варки и гомогенизации расплава, в которой нижняя часть ци5клонной камеры выполнена с водоохлаждаемым диффузором, а приемный бассейн отделен от следующей по стекломассе зоны вертикальной перегородкой з. Данная печь является наиболее близкой к изобретению.

В циклонной камере такой установки происходит нагревшихты, ее плавление и образование первичного силикатного расплава с включениями остаточных зерен SiO/j. Окончательное растворение кремнезема и гомогенизация расплава происходит в приемном бассейне установки в условиях интенсивного вращения расплава под действием газового вихря, выходящего и

циклонной камеры. Исследования на опытно-промышленной установке таког типа показали, что, несмотря на наличие вертикальной перегородки по ходу стекломассы j имеет место перетекание свежесваренного расплава в следующую зону за счет увеличения его в проток основным выработочным потоком. Это приводит к существенному ухудшению качёёфва стекломассы и ограничению максимально возможной производительности установки. Если стекломасса в объеме приемного бассейна характеризуется высокой степенью однородности (интервал расслоения проб по методу центрифугирования не превышает 0,6-0,), то на шлработке этот же показатель крайне низок (от 3,5 до , а в некоторых случаях хуже).

Целью изобретения является повышение химической однородности стекломассы и повышение производительности циклонной стекловаренной установки .

В основу изобретения поставлена згьдача создать такую конструкцию циклонной стекловаренной печи, в которой предотвращалось бы слияние готового расплава из выработочного потока со свежесваренной некондиционной стекломассой, и таким образом, устранялась бЫ возможность поступления последней в следукидую зону.

Это достигается тем, что циклонная стекловаренная печь, включающая вертикальную цилиндрическую водоохлаждаемуй камеру с тангенциально .расположенными по периметру ее верхней части гсэрелками и горизонтальный приемный бассейн с вертикальной перегородкой, отделяющей зону варки от зоны выработки, снабжена примыкаккцей к вертикальной перегородке горизонтальной перегородкой, установленной перед протоком по всей ширине приемного бассейна.

На фиг. 1 схематически изображена циклонная стекловаренная печь, поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Установка для варки стекла включает вергикальную камеру 1, образованную цилиндром с двойными стенками, между которыми пропускается охлаждакхдий агент. В качестве рхлаждаквдего агента могут быть использованы например, вода, пароводяная смесь, воздух. Стенки камеры 1 выполняются из стали и с рабочей стороны покрыты огнеупорным слоем 2, представляющим собой смесь корунда, огнеупорной глины и раствора ортофосЛорной кислоты.

В верхней части камеры 1 равномерно по ее периметру и тангенциально к ее внутренней поверхности расположены горелки 3, через которые в камеру подается топливо-воздушная смесь.

Нижняя часть камеры имеет пережим 4, который переходит в диффузор

5,низко опущенный над поверхностью расплава в приемном бассейне б. Приемный бассейн 6 отделен от последующей зоны 7 вертикальной перегородкой 8 и сообщается с зоной 7 через глубинный проток 9. Свод, стены пламенного пространства и бассейна выполнены из электроплавленного огнеупора 10, а на уровне стекломассы по периметру бассейна установлены водоохлаждаеьвле кессоны 11. При необходимости свод, стены пламенного пространства и верхний ряд бассейна могут быть футерованы огнеупорной набивкой 2 по металлу с принудительным охлаждением (водяным, пароводяным) .

Перед протоком 9 по всей ширине приемного бассейна 6 установлена горизонтальная перегородка 12, нижняя плоскость которой совмещена с нижней кромкой вертикальной перегородк 8, а ширина ее равна 1/6 длины бассейна. Как вертикальная, так и горизонтальная перегородки могут быть выполнены с принудительным охлаждением или без него в случае применения огнеупорного материала с высоко коррозионной и эррозионной устойчивостью.

Нижняя часть бассейна выполнена из бакора-41, а дно - из шамотного огнеупора и бакоровой плиткой.

Установка работает следующим образом.

Шихта тангенциально через горелки 3 или вертикально вниз (на чертеже не показано) поступает в верхнкао часть циклонной камеры 1. Для преодоления избыточного давления в циклонной камере шихта может инжектироваться с помощью небольшого количества сжатого воздуха. Через горелки 3 подается предварительно хорошо перемешанная смесь топлива с окислителем, которая благодаря особой аэродинамической структуре сгорает на коротком участке, образуя нисходящий высокотемпературный газовый вихрь.

Частицы шихты, поступающие в камеру 1, проходят тепловую обработку в ее объеме и отбрасываются центробежными силами газового потока на стенки, где происходит плавление легкоплавких и эвтектических соединений. Полученный первичный расплав с включениями нерастворившихся зерен в виде тонкой пленки стекает через пережим 4 в центральную часть приемного бассейна

6,откуда по спиральным траекториям движется в поверхностном слое к периферии.