CS214229B1

CS214229B1 - Method of melting-down of glass melting furnaces

Info

Publication number: CS214229B1
Application number: CS585480A
Authority: CS
Inventors: Josef Rejna
Original assignee: Josef Rejna
Priority date: 1980-08-27
Filing date: 1980-08-27
Publication date: 1982-04-09

Abstract

Způsob natavování sklářských elektrických tavících pecí vytápěných přímým elektric kým odporem. Pomocí elektrických odporových článků se postupně vytvoří zárodky taveniny, které se posuvem článků prodlouží v kanálky elektricky vodivé taveniny mezi topnými elektrodami, načež se články odstraní a začne se tavit topnými elektrodami. Články jsou vhodně dočasně zapojeny na tentýž zdroj elektrického proudu jako topné elektrody.Method of melting glass electric direct electric melting furnaces resistance. Using electric resistive cells are gradually formed by germs which, by moving the cells, extend into the channels electrically conductive melt between the heating elements electrodes, whereupon the cells are removed and it begins to melt with heating electrodes. Articles are appropriately temporarily connected to the same source electric current as the heating electrode.

Description

Vynález se týká způsobu natavování sklářských tavících pecí vytápěných přímým průchodem elektrického proudu taveninou, při kterém se pomocí elektrických odporových článků roztaví část surovin je obklopujících do stavu, v němž se stane elektricky vodivou.The invention relates to a method of melting glass melting furnaces heated by direct passage of electric current through a melt, in which a portion of the raw materials surrounding them becomes electrically conductive by means of electrical resistance elements.

Sklářské elektrické tavící pece na přímé odporové topení se uvádějí do provozu ponejvíce tak, že prázdná pec se nejdříve zahřívá zevnitř plynovým hořákem podle stanovené časové teplot ní křivky až na tavící teplotu skla a po dosažení této teploty se pec postupně plní skelnou fritou, která se mění v elektricky vodivou taveninu. Přitom se postupně zasunují do pece tavící elektrody, např. molybdenové, a přechází se na tavení elektrické. Jouleovým teplem vznikajícím v odporu, který tvoři tavenina, do níž se zespodu odtavuje zakládaný kmen tvořící celistvou vrstvu na povrchu taveniny. Za účelem dobrého přestupu tepla sáláním a omezením ztrát musí být tavící prostor pece opatřen masivní žáruvzdornou klenbou, která je při elektric kém tavení nadbytečná, protože vrstva kmene na povrchu taveniny brání úniku tepla směrem vzhůru. Také instalované plynové hořáky s rozvody a regulací po natavení zabírají prostor u pece. protože jejich další použití nepřichází v úvahu.Glass electric melting furnaces for direct resistance heating are mostly put into operation by first heating the empty furnace from the inside with a gas burner up to the melting temperature of the glass according to the specified time curve and after reaching this temperature the furnace is gradually filled with glass frit into an electrically conductive melt. In this process, melting electrodes, such as molybdenum, are gradually inserted into the furnace and are converted to electric melting. Joule heat generated in the resistor, which forms a melt, into which the base stock forming a solid layer on the melt surface melts from below. In order to achieve good heat transfer by radiation and to reduce losses, the furnace melting chamber must be provided with a massive refractory vault which is superfluous during electrical melting, since the batch layer on the surface of the melt prevents heat loss upwards. Also installed gas burners with distribution and regulation after melting take up space at the furnace. because their further use is out of the question.

V patentovém spise Francie č. 1 083 277 je popsána jednokomoruvá pec, která iná v postranní stěně šikmo dolů skloněné otvory. Při natavování se naplní komora neúplně utavenou sklov.ínou a do otvorů se zasunou topné elektrody. Při tomto způsobu je nutno sklovinu natavit v jiném agregátu a její přemístění do tavící pece je spojeno s obtížnou manipulací, proveditelnou jen u pecí s malým obsahem.France patent 1 083 277 discloses a single-chamber furnace which has sloping openings sloping downward in the side wall. During melting, the chamber is filled with incompletely melted glass and the heating electrodes are inserted into the openings. In this process, the molten glass must be melted in another aggregate and its transfer to the melting furnace is associated with difficult handling, which is only feasible with low-content furnaces.

Podle patentu Velké Británie č. 738 681 se natavování provádí pomocnými elektrodami, které se uvedou do styku se surovinou tak, že se navzájem přiblíží. Tím se vytvoří elektrický oblouk, kterým se surovina nataví, načež se vzdálenost mezi elektrodami zvětšuje. Potom se zasunou hlavní topné elektrody a taví se přímým elektrickým odporem. Při natavování obloukem vlivem velmi vysokých teplot dochází k intenzivnímu rozpouštěni materiálu elektrod ve sklovině, která se tím znečištuje. Mimoto tento postup vyžaduje zvláštní zdroj elektrického proudu jen pro tento účel.According to United Kingdom Patent No. 738,681, melting is accomplished with auxiliary electrodes which are brought into contact with the raw material by bringing them closer together. This creates an electric arc through which the raw material melts, whereupon the distance between the electrodes increases. The main heating electrodes are then inserted and melted by direct electrical resistance. During arc melting due to very high temperatures, the electrode material intensively dissolves in the glass, which is contaminated. Moreover, this procedure requires a special power source only for this purpose.

V patentovém spise Švýcarska č. 401 371 jsou popsány způsob a zařízení k natavování elektrických pecí pomocí vlásenkových elektrod z wolframu nebo molybdenu, uložených v držácích chlazených vodou. Elektrody se nejprve napojí na oddělený proudový okruh a jimi se část surovin, která je obklopuje, zahřeje na teplotu dostačující k tomu, aby se stala vodivou pro přímý odporový průchod proudu. Potom se dvojice elektrod připojí paralelně na jiný proudový obvod a tavení probíhá známým způsobem. K natavení i tavení je tedy použito jedněch a týchž elektrod. K natavení musí být elektrody poměrně malého průřezu, aby se v nich dosáhlo proudového zatížení nutného k jejich rozehřátí. Malý průřez je však nevýhodou při vlastním tavení, protože elektrody mají malý povrch a tudíž je ma.l.-. možnost zatížení proudem. Z toho plyne nutnost použít velkého množství elektrod, jejichž životnost je podstatně nižší než u masivních tyčových nebo deskových elektrod běžně vyrobených a používaných. Uvedene nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí způsobem podle vynálezu. jehož podstata spočívá v tom, že se teplem postupně posunovaných elektrických odporových článků vytvoří kanálky elektricky vodivé taveniny mezi topnými elektrodami.Swiss Patent No. 401,371 discloses a method and apparatus for melting electric furnaces using hairpin electrodes of tungsten or molybdenum housed in water-cooled holders. The electrodes are first connected to a separate current circuit and thereby heat the portion of the raw materials that surrounds them to a temperature sufficient to become conductive for the direct resistance passage of the current. Then, the electrode pair is connected in parallel to another current circuit and the melting proceeds in a known manner. Thus, one and the same electrodes are used for both melting and melting. For melting, the electrodes must be of relatively small cross-section to achieve the current load required to heat them. However, the small cross-section is a disadvantage in the actual melting process since the electrodes have a small surface area and hence have a low surface area. possibility of current load. This implies the use of a large number of electrodes whose lifetime is considerably lower than that of massive rod or plate electrodes commonly manufactured and used. These disadvantages are avoided or substantially reduced by the process according to the invention. characterized in that electrically conductive melt channels are formed between the heating electrodes by the progressively displaced electrical resistance cells.

Způsob podle vynálezu je instalačně a energeticky úsporný. Proti natavování plynem odpa214229 dá masivní klenba a plynová instalace včetně bezpečnostních opatření. Po netavení se elektrické odporové články odstraní, během jejich provozu je možno je vhodným uspořádáním napojit na zdroj elektrické energie sloužící k napájení topných elektrod. Elektrické odporové články jsou vhodní- dimenzovány pro natavení a topné elektrody k vlastnímu tavení.The method according to the invention is installation and energy saving. Against gas melting odpa214229 puts a massive vault and gas installation including safety measures. After melting, the electrical resistive elements are removed and during their operation they can be connected to a source of electric power supplying the heating electrodes by suitable arrangement. The electrical resistance elements are suitable for melting and the heating electrodes for self-melting.

Příkladné provedení je popsáno dále a schematicky znázorněno na připojeném výkrese, který představuje nárysný osový řez pecí s instalací prostředků k natavování.An exemplary embodiment is described below and schematically illustrated in the accompanying drawing, which represents a front axial section of a furnace with installation of melting means.

Elektrická tavící pec j. sestávající z tavícího prostoru 2 spojeného ponořeným průtokem 3 s pracovním prostorem 4 je vybavena v tavícím prostoru 2 třemi horizontálními tyčovými topnými. elektrodami _5 , 6, 7_ a v pracovním prostoru 4 třemi horizontálními tyčovými topnými elektrodami 8, 9, 10. Při natavování se umístí do pece 1_ elektrický odporový článek 11 zasunutý z čela pece 1_ otvorem 12 skrze průtok 3, elektrický odporový článek 13 zasunutý shora do pracovního prostoru 4 a dva elektrické odporové články 14, 15 zasunuté shora do tavícího prostoru 2. Každý článek 11, 13, 14, 15 tvoří topné tělísko 16 , např. ze superkanthalu, uhlíku nebo vhodné ocelí, upevněné v trubce 17 , např. ze železa.The electric melting furnace 1 consisting of a melting chamber 2 connected by a submerged flow 3 to the working space 4 is equipped in the melting chamber 2 with three horizontal bar heaters. electrodes 5, 6, 7 and in the working space 4 by three horizontal rod heating electrodes 8, 9, 10. During melting, an electric resistive element 11 is inserted into the furnace 7 from the furnace face 7 through an opening 12 through the flow 3. Each cell 11, 13, 14, 15 forms a heating element 16, e.g. of supercantal, carbon or a suitable steel, mounted in a tube 17, e.g. of iron.

Při natavování se postupuje následovně:The melting process is as follows:

V topně elektrodě 8 se vytvoří důlek, do kterého se opře hrot topného tělíska 16 článku 1_1. Protože článek 1_1 je dlouhý a přibližně ve vodorovné poloze, zajíst i se jeho poloha podložkou 18 ze skla. Dále se umístí články _13 , bl, 15 do bl ízkost i topných elektrod ji, 10, 5 a 7 a pec _1 se naplní skelnou fritou. Článek 11 a tavící elektroda rt se připojí na neznázorněný zdroj elektrické energie, např. transformátor tak, aby protékal proud vhodný pro nažhavení článku ld. Kolem jeho topného tělíska 16 se začne tvořit ložisko natavene skloviny a postupným vysunováním článku Id se vytváří ve frite kanálek taveniny od topné elektrody 8 směrem k otvoru 12. Jakmile kanálek taveniny dosáhne úrovně topného tělíska 16 článku 15 , připojí se tento na zdroj a začne se postupně vysunovat vzhůru, až kanálek taveniny dosáhne k topné elektrodě 7, načež se článek 15 z pece odstraní. Obdobně se postupuje, když kanálek taveniny dosáhne článku 14, kterým se protáhne k topné elektrode Ei a článku 13, kterým se protáhne k topným elektrodám 9, 10 v pracovním prostoru 4. Nyní se napájejí kanálky elektrickým proudem prostřednictvím topných elektrod 5, 7_, 8, 9_, 10 tak, aby teplota ve stěnách pece JL stoupala podle žá'dané temperovací křivky vhodné pro materiály použité ke stavbě pece j_. Rozšiřující se kanálky dosáhnou i topné elektrody €i a před úplným roztavením frity se zvrchu pec založí v tavícím prostoru 2 vrstvou kmene, načež probíhá vlastni tavení a odběr známým způsobem. Při jiném druhu použitých tavících elektrod nebo při jejich jiném uspořád/mí se vhodně upraví nebo obmění počet, poloha a 2:apojování elektrických odporových článků.A cavity is formed in the heating electrode 8 to support the tip of the heater 16 of the cell 11. Since the cell 11 is long and approximately horizontal, its position is also provided with a glass washer 18. Next, the cells 13, 11, 15 are placed near the heating electrodes 10, 5 and 7 and the furnace 1 is filled with a glass frit. The cell 11 and the melting electrode rt are connected to a power source (not shown), eg a transformer, so as to flow a current suitable for heating the cell 1d. A molten glass deposit begins to form around its heater 16, and by gradually extending the cell 1d, a melt channel is formed in the frit of the melt from the heating electrode 8 toward the opening 12. Once the melt channel reaches the heater level 16 of the cell 15, gradually extend upwards until the melt channel reaches the heating electrode 7, after which the cell 15 is removed from the furnace. The procedure is similar when the melt channel reaches the cell 14, which extends to the heating electrode E1 and the cell 13, which extends to the heating electrodes 9, 10 in the working space 4. Now the channels are powered by the electrodes 5, 7, 8. 9, 10 so that the temperature in the walls of the furnace 11 increases according to the desired tempering curve suitable for the materials used to build the furnace. The widening ducts also reach the heating electrodes and, before the frit is completely melted, the furnace is placed in the melting chamber with 2 layers of trunk from above, after which the melting and collection takes place in a known manner. In the case of other types of melting electrodes used or in their other arrangement, the number, position and 2: connection of the electrical resistors are suitably adjusted or varied.

Claims

SUBJECT MATTER 1. E Z T

A method of melting glass melting furnaces heated by a direct passage of electric current through a melt, in which, by means of electrical resistive elements, a portion of the raw materials surrounding them becomes electrically conductive, characterized by. 2. The method according to claim 1, characterized in that electrically conductive melt channels are formed between the heating electrodes (5, 6, 7, 8, 9, 19) by the progressively displaced electric resistance elements (13, 14, 15).