Ванная стекловаренная печь Советский патент 1982 года по МПК C03B5/44 

Изобретение относится к прокышленности строительных материалов, в част ности к стекловаренным печам в производстве листового, тарного и других типов стекол. Одним из важнейших факторов, определяющих длительность рабочей компании стекловаренной печи, особенно в условиях высокотемпературной варки стекла, является скорость разъедания стекломассой огнеупорных брусьев клад ки варочного бассейна на уровне зеркала стекломассы. Наибольшее распрост ранение получили стекловаренные ванные печи, в котоЕялх защита кладки осу ществляется путем охлаждения вентиляторным воздухом. Последний через сопла подается на наружную вертикальную поверхность брусьев кладки. При этом снижается температура стекломассы а зоне ее контакта с огнеупорс, чтр соответствует уменьшению скорости про цессов химического взаимодействия огнеупора и стекломассы и эрозии (благодаря увеличению вязкости стекло массы в пристенной зоне) {. Однако охлаждение кладки с исходно толщиной-250-300 мм малоэффектнвнс) вначале кампании печи, чтосвязано с ее больишм тепловым сопротивлени ем, несмотря на высокую теплопроводность обычно применяющихся на данном участке коррозионностойких баделлейто-корундовых огнеупорных материалов. Известна ванная стекловаренная печь, верхний ряд стен которой, с целью продления рабочей кампании печи, выполнен из огнеупорных брусьев, имекицих в своей верхней части (на участке контакта кладки с поверхностными слояьет стекломассы) обращенный к стеклсалассе скос. В то же время, брусья кладки, расположенные над брусьями со скосами, имеют в своей нижней части над стекломассой выступы. Последние играют роль экрана, предотвргицгшмцего воздействие теплового излучения от пламенного пространства печи на зону контакта поверхности стекломассы и огнеупЬрной кладки, и образуют с наклонной поверхностью скосов и зеркалом стекломассы канал высотой порядка 10-12 мм для подачи хладагента (кислорода, газо-или воздушно-кислородной смеси) в указанную контактную зону со скоростью до 10 м/с. Такая печь имеет большую кампанию, главным образом, за счет улучшения контакта охлаждающего агента со стекломассой и огнеупорной кладкой и эффе стианос охлаждения пристенных слоев стеклом сы с соответствукнцим уменьшением ско рости разъедания огнеупорной кладки на уровне стекломассы 2. Недостатком печи данной конструкции является возможность осуществления интенсивного охлаждения стеклома сы в зоне ее контакта с огнеупорной кладкой только в поверхностном (толщиной порядка 5-10 мм) слое, ввиду низкой теплопроводности стекломассы в то время как усиленное разъедание огнеупорной кладки на уровне поверхностных слоев стекломассы осуществляется на участке высотой до 20-30 мм. Известна ванная стекловаренная печь, в которой огнеупорные брусья верхнего ряда стен варочного бассей на на уровне зеркала стекломассы заменены металлическим козырьком интенсивно охлаждаемым вентиляторным воздухом (3. В такой печи обеспечивается охлаж дение стенки на уровне зеркала стекломассы с самого начала рабочей кампании, но ее эксплуатация связана с высокими энергетическими затратами, достигающими для крупной печи листового стекла йорядка 2 млн.кВт-ч в го и значитальньяу увеличением потерь тепла через металогический козырек YB среднем на 20 тыс. ккал/м) Последнее приводит к увели ению расхода топлива на печь и, следовательно, является причиной ускоренного разрушения элементов огнеупорной клсщки верхнего строения печи. Известна стекловаренная ванная печь, верхний ряд стен которой на уровне зеркала стекломассы, включая зону тюдъема мениска стекломассы, содержит фасонные вставки из высококоррозионностойкого огнеупорного материала на основе окиси хрома. Применение указанных вставок в существенной мере способствует повышению коррозионной СТОЙКОСТИ кладки стен „бассейна на уровне стекломас сы и Т€|М увеличивает продолжительность рабочей кампании печи {4J Но изготовление фасонных вставок является сложным технологическим процессом, связаннь1М с применением специальных литейных форм и режимов отжига, а использование вставок требует проведения таких дорогостоящих и трудоемких операций, как точная подготовка друг к другу поверхностей вставок и примыкающих к ним электро.плавленных огнеупоров . Отрицательным моментом применения описанных вставон является их пониженная эксплуатационная надежность вследствие возникновения значительнь1х термических напряжений в зоне перехода клиновидной (по конфигурации поперечного сет Чеиия) части вставки в прямоугольную ее часть. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ванная стекловаренная печь, включак ая варочный бассейн с дном и стенами из установленных друг над другом огнеупоров. Высота огнеупоров стен каждого ряда составляет 300 мм,при; разъедании огнеупоров верхнего ряда применяют подставные шамотные плитки 5. Но в данной печи не обспечивается эффективное охлаждение находящихся в пристенной зоне поверхностных слоев стекломассы вследствие большой исходной толщины кладки и ее высокого теплового сопротивления. Целью изобретения является продление кампании печи. Поставленная цель достигается тем, что в ванной стекловаренной печи с дном и стенами из установленных друг над другом огнеупоров верхний ряд стен выполняют из плит, толщина которых. составляет 0,2-0,5 толщины огнеупоров нижних рядов. Для изготовления плит предпочтительно применение огнеупорных материалов, характеризующихся более высокой коррозионной стойкостью по сравнению с огнеупорным материалом, используе1Ф5М для изготовления огнеупорюв нижних рядов стен варочного бассейна. Наружную вертикальную поверхность огнеупорных плит на уровне зеркала стекломассы охлаждают вентиляторным воздухом с интенсивностью 0,8-2,0 на погонный метр кладки. Для повышения эффективности охлаждения целесообразно использовать вентиляторный воздух. На фиг. 1 изображена стекловаренная ванная печь с выполнением верхнего ряда стен из огнеупорных плит, поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, с дoпoлнитeльньEvIИ Ш1ИТс1ми. В варочном бассейне печи имеется дно 1 - из шамотных брусьев, футерованных бакоровой плиткой,нижние ряды 2 стены - из бакора-33 верхний ряд 3 стены - из плит из бакора-41. Наружную поверхность плит 3 на уровне зеркала стекломассы 4 охлаждают вентиляторным воздухом, подаваемым через сопла 5.. Толщина и высота испольауемых в верхнем ряду 3 стены варочного бассейна плит составляют соответственно 75 и 150 мм при глубине варочного.бассейна 900 мм и толщине стены в нижнем ряду 2г-150 мм. Температура поверхностного слоя стекфомассы в центре варочного бассейна 1480-1500С. В качестве охлаждающего агента используют подаваекый через сопла 5 увлажненный вентиляторный

воздух, расход которого составляет 1/1-1,3 нм Vc на погонный метр кладки верхнего ряда 3 стен бассейна. Такой режим охлаждения и малая исходная толщина плит 3 обеспечивают снижение температуры стекломассы в пристенной зоне до 1300-1350°С с самого начала кампании печи. Это резко уменьшает скорость процессов коррозии и эрозии огнеупорной кладки на уровне зеркала стекломассы 4. Одновременно в пристенных слоях.стекломассы создаются температурные УСЛОВИЯ , обеспечивакнцие наличие высоковязкого, практически несмываемого конвекционными потоками слоя стекломассы, характеризующегося в то же время достаточно высокой температурой, чтобы не подвергаться кристашлизации.

В результате, срок использования первоначально установленных огнеупорных плит в кладке верхнего ряда стен варочного бассейна (до остаточной ее толщины на уровне зеркала стеломассы, равной 10-15 мм) достигает 2,0-2,5 лет.. .

После разъедания плит 3 стекломассой к ним приставляют дополнительные огнеупорные путиты 6 таким образом, чтобы внутренняя поверхность последних примыкала к наружной вертикальной поверхности первоначально установленных плит 3 Толщина и высота дополнительных плит 6 составляют соответственно 75 мм и 150 мм. Плиты 6 выполняют из бакора-41. После установки дополнительных плит & сопла 5 для подачи охлаждакицего вентиляторного воздуха соответственно сдвигают на расстояние 75 мм, равное толщине приставляемых дополнительных

плит 6. Дополнительные огнеупорные плиты б охлаждают по режиму,, аналогичному режиму охлаждения плит 3. Срок службы дополнительных плит 6 (до остаточной толщины 10-15 мм) в кладке верхнего ряда стен варочного бассейна составляет, также как и для основных плит (благодаря идентичным условиям эксплуатации), 2,0- 2,5 лет.

to

Формула изобретения

Ванная стекловаренная печь, включающая варочный бассейн с дном и

5 стенами из установленных друг над другом огнеупоров, отличающаяся тем, что, с целью продления кампании печи, верхний ряд стен выложен из плит, толщина которых составляет 0,2-0,5 толщины огнеупорЮБ

0 нижних рядов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Бутт Л.М. и др. Технология стекла. М., Стройиздат, 1971,

5

с. 156-161.

2.Авторское свидетельство СССР № 637337, кл. С 03 В 5/04, 1977.

3.Козьмин М.И. и др. Продл ение межремонтного периода работы стекло0варенных печей - большой резерв увеличения выпуска продукции. - Стекло и керамика . Стройиздат, 1971,

№ 10, с. 2-4.

4.Патент ФРГ 1214.838,

5

кл. С 03 В 5/04, опублик. 1969.

5.Гюнтер Р. Ванные стекловаренные печи , ГОС. изд. мат. по строит., арх. и строит, материалам. М., 1958, с. 80 (прототип).

j e f

4 II 3

фуг. /