Печь для варки стекла Советский патент 1983 года по МПК C03B5/27 

(54) ПЕЧЬ ДЛЯ ВАРКИ СТЕКЛА

Изобретение относится к устройствам для варки стекла и может быть использовако дагя варки составов стекол с высокой степенью однородности и осзветляемостью.

Известна печь для варки стекла, содержащая варочный бассейн с электродами и электромагнитные индукторы. Печь выполнена с охлаждаемой балкой,смонтированной поперек бассейна, на которой закреплены вертикальные электроды, и установлены с возможностью их поворота вокруг осей индукторов. Валка, покрытая теплоизоля- ционным слоем, с закрепленными на ней индукторами и электродами,вврдится в варочный бассейн стекловаренной печи С1 .

Однако в этом устройстве балку, покрытую Iтеплоизоляционным слоем, . необхЪдимо погружать в расплав стекломассы, температура которой порядка 1500-1600°С. Ионы, .содержащиеся в материале, из которого изготовлена балка, контактируя со стекломассой при. высокой температуре, диффундируют в расплав стекломассы, и последняя загрязняется. В силу этого.устройство неприменимо для варки высококачественного стекла.

Кроме того, в этом устройстве технически трудно осуществить охлаждение электромагнитов вследствие того, что электромагниты должны работать при температуре ниже температуры Кюри материала, из которого изготовлен магнит, а система охлаждения не должна нарушать теплотехнический режим и создавать нежелаемые темпера10турные перепады в бассейне печи.

Известна также печь для варки стекла, оснащенная одним или несколькими индукторами, используемыми для высококачественного нагрева стекло15массы. В дискообразной узкой зоне печи создают переменное магнитное поле. По высоте печи создают дискообразную зону .магнитного i поля путем перемещения одн.ой или нескольких каготушек вверх и вниз L21.

О.цнако в дискообразной зоне, кото рая по высоте не превышает нескольких сантиметров, стекломасса нагревается на 50-100°С выше той температуры,

25 какой она обладает в других зонах печи. Усилие термической конвекции с помощью перемещаемой дискообразной зоны по высоте печи недостаточно эффективно : влияет на процессы

30 гомогенизации стекломассы.-Незначительного повышения подъемной силы пузьорьков в стекломассе недостаточно для того, чтобы обеспечить освет ление стекломассы предназначенной для получения оптических и специаль ных стекол. . Наиболееблизкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является печь для вар ки стекла, содержащая варочный бассейн, оснащенный электродами, через которые пропускают электрический то и электромагнитными индукторами. Перемешивание стекломассы осуществляют при помощи объемных магнитных сил, создаваемых системой магнитов, расположенных вокругнаружной поверхности бассейна печи з J. Устройство по первому варианту исполнения,, оснащенное тремя электродами и двумя электромагнитами, ох ватывает нижнюю часть емкости печи. Полюснь1е наконечники магнитов частично заделаны в стенках емкости пе чи. Электрический ток и магнитный поток находятся в горизонтальной плоскости, при этом результирующая сила, действующая на стекломассу, являетйя вертикальной и направлена сверху вниз. Однако это устройство в состоянии создавать управляемые потоки по .всему объему емкости печи Вращение стекломассы осуществляется ли12ь в одной плоскости, а этого недостаточно, чтобы эффективно интенсифицировать процессы гомогенизации стекломассы. По второму варианту исполнения устройство оснащено электродами, через которые пропускают переменный электрический ток, а электромагнит расположен вертикально вокруг внешней стороны емкостной печи. Сердечник электромагнита заканчивается дв мя полюсными наконечниками, которые расположены на каждой стороне емкос ти и частично введены в ее стенки, а третий полюс введен в дно емкости печи. Две катушки возбуждения намотаны рокруг сердечника магнитопрово да между центральными полюсами и каждым внешним полисом. Это устройс во не в состоянии устранить неоднородные включения при перемещении стекломассы. , По третьему варианту исполнения устройство оснащено группой электро дон, которые проведены через три че . редующиеся стенки шестиугольника, электромагнит представляет собой круглый сердечник с тремя полюсами, которые частично введены в три стенки шестиугольной печи. Три катушки возбуждения намотаны на три сердечника магнитопровода между пол сэми. Это устройство имеет те же . едостатки, что и устройства, выпол ненные по первому и второму вариантам. Кроме того, оно характеризуется неудобным расположением отдельных узлов, что затрудняет проведение технического осмотра и устранение неполадок в процессе работы. Система магнитов известного устройства применима лишь для печей шахтного типа, имеющих конфигурацию шестиугольника. Цель изобретения - улучшение качества стекла. Поставленная цель достигается тем, что печь для варки стекла,включающая осветлительный бассейн с электромагнитами, полюсы которых примыкают к боковым стенам бассейна, и электродами, расположенными перпендикуляр- , но полюсам электромагнитов , .снабжена установленным между основньвии электромагнитами дополнительным электромагнитом с примыкающими к дну и своду бассейна полюсами и дополнительными электродами, смонтиоованными в полюсах электромагнитов. На фиг. 1 представлена печь, .продольный разрез , на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 ; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1;на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1. Печь для варки стекла содержит варочный 1, осветлительный 2 и выработочный 3 бассейны и оснащена системой электромагнитов 4 - 6 с электродами 7-13. Двухполюсный магнит 4 , полюсные наконечники которого прилетают к дну 14 и своду 15,установлен на наружной поверхности средней части осветлительного бассейна. На двух крайних участках последнего установлено по одному двухполюсному электромагниту 5 и 6, полюсные наконечники которых примыкают к боковым стенкам бассейна. На среднем участке бассейна 2 в полюсах магнита 4 установлен перпендикулярно дну 14 и своду 15 дополнительный центральный электрод 9, а группа электродов 10 смонтирована в боковых стенках параллельно дну и своду. Ка крайнем участке осветлительного бассейна 2, прилегающего к варочному бассейну 1, установлен в полюсах магнита 5 перпендикулярно боковым стенкам дополнительный центральный электрод 11, а в дне и своде бассейна 12 - группа электродов. На крайнем участке осветлительного бассейна 2, прилегающем к выработочному бассейну 3, в полюсах магнита бив боковых стенах параллельно дну и своху расположе,ны электроды 13. Варочный бассейн 1 имеет загрузочный карман 16, заградительную стенку 17, газовые горелки 18 и электроды 7. Осветлительный бассейн 2 выполнен тонкослойным. Выработочный бассейн 3 оснащен газовыми горелками 18, электродами 8 и лотком 19 для съема стекломассы.. Бассейны 1-3

выложены из брусьев плавленного кварца а свод 15 и цепи 20 - из динасовых кирпичей. Газовые горелки 18 в варочном бассейне 1 установлены через корундовые блоки 21, а в бассейне 3 расположены на своде 15.

Печь для варки стекла работает следунщим образом.

Стекловаренная печь разогревает,ся газовыми горелками, установленными в варочном,бассейне, который предназначен для студки и выработки стекломассы. После достижения в печи температуры варки стекла за счет тепла газовых горелок производят загруэКУ печи стеклобоем в определенных пропорциях через загрузочное окно При помощи специальных загрузчиков (не показаны). Стекломасса из варочного бассейна, минуя заградительную стенку в нижней ее части, поступает в осветлительный бассейн. Электроды, расположенные в бассейнах печи, включают после покрытия их слоем расплавленной стекломассы. Одновременно включают электромагниты. В бассейне, предназначенном для осветления и гомогенизации стекломассы, вязкость расплава не превышает 100 П что достигается установкой электродов, .а также тем, что толщина слоя стекломассы в нем не превышает 1/3 толщины слоя стекломассы в варочном бассейне.

Электромагнит, установленный на среднем участке осветлительного бассейна, при его возбуждении создает вертикальное магнитное поле, направленное параллельно его боковым стенкам. Электромагниты на крайних участках осветлительного бассейна при их возбуждении создают горизонтальное магнитное поле,направленное перпендикулярно боковым стенкам. Средний и крайний участки осветлительного бассейна (прилегающего к варочному, оснащены OJGIHHM центральным электродом и ГРУППОЙ электродов. В этих участках электрический ток проходит от центрального электрода к группе электродов и направлен в среднем участке осветлительного бассейна перпендикулярно, а в крайнем участке, прилегакадем к варочному бассейну, параллельно боковым стенкам бассейна.

Таким образом, объемные магнитные силы вращают стекломассу по всей

длине осветительного бассейна. Причем на каждом отдельном участке бассейна стекломасса вращается во взаимно перпендикулярных плоскостях, а именно; на одном из участков замкнутые круговые контуЕ образуются параллельно дну и своду бассейна, на другом участке - параллельно боковым стенкам бассейна, а на третьем участке - перпендикулярно дну и своду и перпендикулярно боковым стенкам бассейна. Негомогенные участки стекломассы, например свиль, вытягиваются, т.е. их сечения становятся тонкими. В таких слоях стекломассы диффузионные процессы протекают немного быстрее, в результате концентрация отдельных ингредиентов стекломассы выравнивается. Это дает возможность получать стекломассу с высокой степенью однородности. Одновременно интенсифицируются процессы осветления в силу того, что от варочного бассейна стекломасса через осветлительный бассейн перемещается тонким

слоем. Гидравлическое давление в осветлительном бассейне намного ниже, чем в варочном и выработочном бассейнах,и всплытие пузырей на поверхности стекломассы существенным

образом облегчается.

Формула изобретения

Печь для варки стекла, включающая осветлительный бассейн с электромагнитами, полюсы которых примыкают к боковьад стенам бассейна, и электродами, расположенныг ш перпендикулярно полюсам электромагнитов, о т л и чающаяся тем, что с цепью улучшения качества стекла, она снабжена установленным между основными электромагнитами дополнительным электромагнитом с примыкающими к дну

и своду бассейна полюсами и дополнительными электродами, смонтированными в полюсах электромагнитов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 581091, кл. С 03 В 5/02, 1977.

2.Патент ФРГ , 1471907, ; кл. 32 а 5/22, 1976.

3.Патент Великобритании

№1289317, кл. С 1 М, 1971 (прототип ).

12

,1Z