CS232275B1

CS232275B1 - Channel for heat treatment of parison

Info

Publication number: CS232275B1
Application number: CS834545A
Authority: CS
Inventors: Bohumil Brabec; Jiri Barborka; Jaroslav Bilek; Vaclav Cihlar; Stanislav Kiesel; Jiri Kostak
Original assignee: Bohumil Brabec; Jiri Barborka; Jaroslav Bilek; Vaclav Cihlar; Stanislav Kiesel; Jiri Kostak
Priority date: 1983-06-21
Filing date: 1983-06-21
Publication date: 1985-01-16
Also published as: CS454583A1

Abstract

Vynález se týká oboru sklářského průmyslu a řeší problém tepelné úpravy skloviny při zvýšených požadavcích na její homogenitu. Sklovina protéká plným průřezem dvoupláštového kanálu ze žáruvzdorné oceli s mezivrstvou, vyplněnou inertním plynným médiem a žáruvzdornou tepelnou izolací. Kanál se skládá z vnitřní topné trubky a ochranného vnějšího pláště. V případě zahnutého kanálu vynález řeší problém konstantní proudové hustoty speciálně upravenými přívody proudu spolu s přídavným přívodem proudu.The invention relates to the field of glass industry and solves the problem of enamel heat treatment increased demands for homogeneity. The glass flows through a full double-skinned cross-section heat-resistant steel channel with an intermediate layer filled with inert gas medium and heat-resistant thermal insulation. The channel consists of an inner heating pipe and a protective outer shell. When the curved channel the invention solves the problem constant current density specially adapted power supply with additional supply current.

Description

(54) Kanál pro tepelnou úpravu skloviny(54) Enamel heat treatment channel

Vynález se týká oboru sklářského průmyslu a řeší problém tepelné úpravy skloviny při zvýšených požadavcích na její homogenitu.The invention relates to the glass industry and solves the problem of heat treatment of glass while increasing its homogeneity requirements.

Sklovina protéká plným průřezem dvoupláštového kanálu ze žáruvzdorné oceli s mezivrstvou, vyplněnou inertním plynným médiem a žáruvzdornou tepelnou izolací. Kanál se skládá z vnitřní topné trubky a ochranného vnějšího pláště. V případě zahnutého kanálu vynález řeší problém konstantní proudové hustoty speciálně upravenými přívody proudu spolu s přídavným přívodem proudu.The glass flows through the full cross-section of the double-skinned heat-resistant steel channel with an intermediate layer, filled with an inert gaseous medium and with heat-resistant thermal insulation. The duct consists of an inner heating pipe and a protective outer jacket. In the case of a bent channel, the invention solves the problem of constant current density by specially adapted power supplies along with an additional power supply.

Vynález se týká kanálu pro tepelnou úpravu skloviny při jejím toku plným průřezem kanálu z tavícího agregátu k místu odběru. Kanál ze žáruvzdorného kovu je vybaven plášíovým elektrickým odporovým ohřevem.The invention relates to a channel for heat treatment of a glass as it flows through the full cross section of the channel from the melting aggregate to the point of collection. The refractory metal duct is equipped with sheathed electrical resistance heating.

Je známo, že tento druh ohřevu skla je zatím realizován jen v ojedinělých a odůvodnitelných případech pomocí odporových pláštů ze slitin drahých kovů platiny, rhodia, iridia a paladia. Uvedený typ topidel umožňuje docílení homogenního teplotního pole v kolmém řezu ve směru toku dopravované skloviny. Použití slitin drahých kovů zaručuje vysokou korozivzdornost. Trubka, potrubí nebo kanál ze slitiny drahých kovů, jejichž dutinou protéká sklovina, jsou většinou z vnější strany armovány keramickou izolací, někdy jsou ještě chlazeny vodou, např. podle patentu NSR 1 056 794. Podle uvedeného patentu slouží potrubí z platiny k tepelné úpravě skloviny mezi tavící pecí a homogenizační buňkou. Vysoké požadavky na homogenitu skla jsou kladeny také u sklovin určených kTrozvlákňovéní nebo k optickým účelům. Tento problém řeší patent NSR 1 924 967, kde sklovina vytékající z feedru je tepelně upravována v elektricky vytápěné platinové trubce. Při požadavku setrvání skloviny na přesné a konstantní hodnotě teploty nebo její přesné regulace, jak je tomu např. při dávkování do automatických strojů, je využito řešení podle DOS 3 113 505. Sklovina protéká kanálem nebo feedrem, které jsou zhotoveny z kovové nebo přednostně platinorhodiové trubky, jejíž konce jsou opatřeny přírubami s kontaktními destičkami přivádějícími proud a chlazenými vodou.It is known that this type of glass heating has so far been realized only in isolated and justifiable cases by means of resistance sheaths of precious metal alloys of platinum, rhodium, iridium and palladium. Said type of heaters makes it possible to achieve a homogeneous temperature field in a perpendicular section along the flow direction of the conveyed glass. The use of precious metal alloys guarantees high corrosion resistance. A tube, duct or duct of precious metal alloy through which the glass flows through the cavity is mostly reinforced with ceramic insulation on the outside, sometimes even cooled by water, for example according to German Patent 1,056,794. between the melting furnace and the homogenizing cell. High glass homogeneity is also required for glass fibers intended for fiberisation or for optical purposes. This problem is solved by the German patent 1 924 967, where the glass flowing from the feeder is thermally treated in an electrically heated platinum tube. If the glass needs to remain at an accurate and constant temperature value or its precise regulation, such as for dosing into automatic machines, the solution according to DOS 3 113 505 is used. The glass flows through a channel or feeder made of metal or preferably platinum-rhodium the ends of which are provided with flanges having contact plates supplying water and cooled with water.

Avšak právě užití drahých kovů platiny, rhodia, iridia a paladia je důvodem, který bráni v praxi rozšíření plástových ohřevů tohoto typu ve sklářském průmyslu, protože jsou dlouhodobě vázány značné investiční prostředky. Při použití kanálu ze slitiny platiny musí být vždy připraven ještě nejméně jeden pro případ poruchy. V důsledku značného růstu cen drahých kovů se proto stává realizace tohoto zařízení ekonomicky obtížná.However, precisely the use of precious metals platinum, rhodium, iridium and palladium is a reason that prevents the practice of spreading of this type of honeycomb heating in the glass industry, because of the long-term commitment of considerable investment resources. When using a platinum alloy channel, at least one must always be prepared in case of failure. As a result of the considerable rise in the price of precious metals, the implementation of this device becomes economically difficult.

Žáruvzdorné legované slitiny železa sice snesou provozní teplotu skloviny, ale nesplňují podmínku korozivzdornosti vůči sklovině i atmosféře, a také odolnosti ve styku tří fází, tj. žhavé skloviny, slitiny železa a atmosféry.Although refractory alloyed iron alloys can withstand the operating temperature of the glass, they do not fulfill the condition of corrosion resistance to glass and atmosphere, and also the resistance to contact of three phases, ie hot glass, iron alloy and atmosphere.

Uvedené nevýhody se odstraní, nebo podstatně omezí podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že stěna kanálu ze žáruvzdorného kovu se skládá z vnitřní trubky ze žáruvzdorné austenitické oceli a vnějšího pláště. K vnitřní trubce jsou připojeny přívody proudu a vnitřní trubka je od protékající skloviny oddělena žáruvzdornou keramickou vložkou se záměrnými kapilárními spárami. Mezi vnitřní trubkou a vnějším pláštěm je meziprostor, který je vyplněn netečným plynným médiem a žáruvzdornou tepelnou izolací. V případě, že je kanál zahnutý, je jeho zahnutá část s výhodou vybavena přídavným přívodem proudu, přičemž přívody proudu a přídavný přívod proudu v této části mají odstupňovaný průřez, úměrný délce površek kanálu.These disadvantages are eliminated or substantially reduced according to the invention, which is based on the fact that the refractory metal duct wall consists of an austenitic stainless steel inner tube and an outer jacket. Current inlets are connected to the inner tube and the inner tube is separated from the flowing glass by a refractory ceramic liner with intentional capillary joints. Between the inner tube and the outer jacket there is an intermediate space, which is filled with inert gas medium and refractory thermal insulation. In the case where the channel is curved, the curved portion thereof is preferably provided with an additional power supply, wherein the power supply and the additional power supply in this part have a graduated cross-section proportional to the length of the channel surfaces.

U zařízení podle vynálezu je použito zcela běžných a dostupných materiálů, a to v takové kombinaci a uspořádání, že zůstávají v podstatě zachovány výhody plášíových ohřevů ze slitin drahých kovů, a pořizovací cena je přinejmenším lOOkrát nižší.In the device according to the invention, quite common and available materials are used in such a combination and arrangement that the benefits of the shell heating of the precious metal alloys are substantially maintained and the purchase price is at least 100 times lower.

Příkladné provedení vynálezu je popsáno dále a je schematicky znázorněno na připojených výkresech, z nichž představuje obr. 1 vertikální osový řez kanálem, obr. 2 vertikální osový řez zahnutou částí kanálu, obr. 3 axonometrický pohled na přívod proudu a obr. 4 axonometrický pohled na přídavný přívod proudu v zahnuté části kanálu.An exemplary embodiment of the invention is described below and is schematically shown in the accompanying drawings, in which FIG. 1 is a vertical axial section through a channel, FIG. 2 a vertical axial section through a curved section of the channel; additional power supply in the bent part of the channel.

Kanál 1 (obr. 1) se skládá z vnitřní trubky £ ze žáruvzdorné austenitické oceli a z vnějšího pláště £ ze žáruvzdorné oceli. Vnitřní trubka £ je od skloviny 4 oddělena keramickou vložkou % na bázi korundu, zirkonu, apod., která je opatřena záměrnými kapilárními spárami 6 ve spojích mezi jejími jednotlivými díly. Mezi vnitřní trubkou £ a vnějSím pláštěm £ je meziprostor 2» který je vyplněn tepelnou žáruvzdornou izolací £ ze skelných vláken, může se použit i jiné izolace, např. expandovaný korund apod. Dále je v meziproetoru 2 netečné plynné médium neoxidačního charakteru, např. argon, nebo meziprostor 2 může ' 3 být vyvakuovén, případně uzavíratelný přívod £ a uzavíratelný vývod 10 mohou být uzavřeny proti dalšímu přístupu vzduchu. K vnitřní trubce 2 jsou připojeny přívody 11 elektrického topného proudu. Na vnějším pléšti X je umístěna elektrické izolace 12 z teflonu. Ve vnitřní trubce £ je umístěn termočlánek 13. Při provedení zahnuté Sésti 14 kanálu X je v ohybu umístěn přídavný přívod i5 proudu (obr. 2 až 4). Přitom přívody 11 proudu a přídavný přívod I5 nemají po obvodě konstantní průřez X kobr. 3, 4) a tento průřez X je úměrný délce površek zahnuté části kanálu, X mezi přívody 11 a 15. Průřez X je největší tam, kde délka povrěek zahnuté části 14 kanálu X je největší a naopak.The channel 1 (FIG. 1) consists of an inner tube 6 of heat-resistant austenitic steel and an outer jacket 6 of heat-resistant steel. The inner tube 6 is separated from the glass 4 by a corundum, zirconium-based ceramic insert 10, which is provided with intentional capillary joints 6 at the joints between its individual parts. Between the inner tube 6 and the outer casing 6 there is an interspace 2 which is filled with heat-resistant glass fiber insulation 6, other insulations such as expanded corundum and the like can also be used. or the interspace 2 can be evacuated, optionally the closable inlet 6 and the closable outlet 10 can be closed against further air inlet. Electric heating current inlets 11 are connected to the inner tube 2. An electrical insulation 12 of Teflon is placed on the outer shell X. A thermocouple 13 is arranged in the inner tube 6. In the embodiment of the bent channel 14 of the channel X, an additional current supply 15 is provided in the bend (FIGS. 2 to 4). In this case, the current leads 11 and the additional lead 15 do not have a constant cobr cross-section X on the circumference. 3, 4) and this cross-section X is proportional to the length of the surfaces of the curved portion of the channel, X between inlets 11 and 15. The cross-section X is greatest where the length of the surfaces of the curved portion 14 of channel X is greatest and vice versa.

Zařízení funguje následujícím způsobem. Sklovina £ protéká dutinou vnitřní topné trubky 2 kanálu X a vnitřní trubka 2 je chráněna proti přímému styku se sklovinou vysoce žáruvzdornou keramickou vložkou X se záměrnými kapilárními spárami 6, do kterých zateče sklovina £ a tím utěsní vnitřní povrch topné vnitřní trubky 2 a chrání jej před vzdušnou oxidací. Do elektricky odporové vytápěné vnitřní trubky 2 je elektrický proud přiváděn přívody 11. umístěnými na koncích vnitřní trubky X nebo na koncích jejích jednotlivých sekcí. Teplota skloviny £ je snímána termočlánkem 13. a dá se poměrně přesně regulovat na žádanou hodnotu pomocí neznázorněných zapojení. Aby vnější povrch vnitřní 'trubky X při napojení na vzdušnou atmosféru rychle neoxidoval, je chráněn inertní deoxidační atmosférou v meziprostoru X mezi topnou vnitřní trubkou 2 a vnějším pláštěm £. Meziprostor X může být uzavřen po vyvakuování, nebo jeho stálé uzavření zabraňuje dalšímu přístupu vzduchu. Vyzařování tepla z odporově vytápěné vnitřní trubky X ja pohlcováno v tepelné žáruvzdorné izolaci 2, která zároveň zamezuje ohřevu vnějšího pláště £, který potom může být z méně kvalitního materiálu, než vnitřní trubka χ. Aby topný proud neprocházel vnějším pláštěm £ kanálu £, je vnější pláší £ opatřen elektrickou izolací 12. která zároveň utěsňuje meziprostoř J.The device works as follows. The glass 4 flows through the cavity of the inner heating tube 2 of the channel X and the inner tube 2 is protected against direct contact with the glass by a highly refractory ceramic liner X with deliberate capillary joints 6 into which the glass 8 flows, thereby sealing the inner surface of the heating inner tube 2. by air oxidation. The electrically resistive heated inner tube 2 is supplied with power by means of inlets 11 located at the ends of the inner tube X or at the ends of its individual sections. The temperature of the glass 8 is sensed by the thermocouple 13 and can be controlled quite precisely to the desired value by means of connections (not shown). In order to prevent the outer surface of the inner tube X from oxidizing rapidly when connected to the air atmosphere, it is protected by an inert deoxidizing atmosphere in the interspace X between the heating inner tube 2 and the outer jacket 6. The interspace X may be closed after evacuation, or its permanent closure prevents further air entry. Heat radiation from the resistively heated inner tube X is absorbed in the heat-resistant insulation 2, which at the same time prevents heating of the outer casing 6, which may then be of a lower quality material than the inner tube χ. In order to prevent the heating current from passing through the outer casing 6 of the duct 6, the outer casing 6 is provided with an electrical insulation 12 which also seals the intermediate space J.

Je-li kanál X zahnutý, potom délka površek jeho zahnuté části 14 (obr. 2) je odstupňovaně různá. Odstupňovaný průřez 3 přívodů 11 proudu a přídavného přívodu 15 proudu, úměrný délce površek zahnuté části 14 kanálu X, zajišťuje rovnoměrné rozložení proudového zatížení a proudové hustoty, a tím i teploty ve všech místech zahnuté části 14 kanálu £.If the channel X is curved, then the length of the surfaces of its curved portion 14 (FIG. 2) varies in steps. The staggered cross-section 3 of the power inlets 11 and the additional power inlet 15, proportional to the surface length of the curved portion 14 of the channel X, ensures an even distribution of the current load and current density and hence the temperature at all points of the curved portion 14 of the channel.

Vynález dává předpoklad k rozšířenému využití plášťových ohřevů ve sklářském průmyslu při zvýšených požadavcích na tepelnou úpravu a homogenitu' skloviny, např. při dávkování do automatických strojů při výrobě užitkového skla apod.The present invention provides a prerequisite for the widespread use of mantle heaters in the glass industry with increased requirements for glass treatment and homogeneity, for example when dosing into automatic machines for the production of utility glass or the like.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A duct for heat treatment of a glass as it flows through the gas cross section of a duct from a melting aggregate to a collection point, made of refractory metal and equipped with a sheathed electrical resistance heating, characterized in that the duct wall (1) consists of a refractory inner tube (2) austenitic steel and outer sheath: 3) with a closable interspace (7) between the inner pipe (2) and outer sheath <3), the interspace <7) being filled with inert gas medium and refractory thermal insulation 18), to the inner pipe (2) and the inner tube (2) is separated from the flowing glass (4) by a refractory ceramic insert (5) with intentional capillary joints (6).

Channel according to claim 1, characterized in that it is curved and is provided in the curved part (14) with an additional power supply (45), wherein the power supply (11) and the additional power supply (15) have a graduated cross-section (d) proportional to length. channel surface (I).