CS261788B1

CS261788B1 - Glass melting electric furnace for continuous borosilicate melting

Info

Publication number: CS261788B1
Application number: CS868930A
Authority: CS
Inventors: Josef Ing Viewegh; Ladislav Ing Novak; Stanislav Rsdr Smolik; Pavel Ing Holejsovsky; Antonin Ing Csc Lisy
Original assignee: Viewegh Josef; Ladislav Ing Novak; Stanislav Rsdr Smolik; Pavel Ing Holejsovsky; Lisy Antonin
Priority date: 1986-12-04
Filing date: 1986-12-04
Publication date: 1989-02-10
Also published as: CS893086A1

Abstract

Pec je vybavena dvěma ponořenými průtoky v ose pece, navazujícími na sběrný kanál taviči části á opatřenými drenážním zařízením.a nejméně dvojici topných elektrod. Topné elektrody průtoků jsou s výhodou připojeny k samostatnému elektrickému zdroji průtoku, přes příslušný regulační blok a společný řídicí blok. Výhodné je sešikftiení dna taviči části i dna'sběrného kanálu. Řešeným problémem je dosažení zvýšeného měrného tavícího výkonu a jeho pružnosti oproti stávajícím elektrickým pecím pro tavení borosilikátů při kontinuálním/tavení i odběru, a to při zachování téže úrovně hladiny skloviny při tavení a odběru v taviči i pracovní části, a to při požadované teplotní a chemické homogenitě skloviny.The furnace is equipped with two submerged flow rates in the furnace axis following the collector a channel of the melting portion having a drainage and at least a pair of heaters electrodes. Flow flow electrodes are preferably connected to a separate electrical source of flow through the appropriate control block and common control block. It is preferred to bevel the bottom of the melter portion i dna channel. Problem solved is to achieve an increased specific melting point performance and flexibility compared to existing ones an electric furnace for melting borosilicates in continuous / melting and sampling while maintaining the same level of enamel melting and withdrawing in melter and working parts at the desired temperature and chemical enamel homogeneity.

Description

Vynález se týká sklářské tavící elektrické pece pro kontinuální tavení borosilikátů se stejnou úrovní hladiny skloviny v taviči a pracovní části během tavení a odběru. Peč sestává z elektricky otápěné tavící části čtyřúhelníkového půdorysu se sběrným kanálem a spojené s pracovní částí průtokem. Tavící část je vybavena deskovými a případně i tyčovými elektrodami.The present invention relates to a glass melting electric furnace for the continuous melting of borosilicates with the same level of glass in the melter and the working portion during melting and removal. The oven consists of an electrically heated melting portion of a quadrangular plan with a collecting channel and connected to the working portion by flow. The melting part is equipped with plate and possibly rod electrodes.

Je známa pec podle československého autorského osvědčení č. 238 229 otápěná kombinací deskových elektrod v bočních stěnách u dna a tyčových elektrod umístěných nad nimi, zapojených dvoufázově. Pec je opatřena jedním průtokem mezi tavící a pracovní částí. V praxi dosahuje tato pec při taveni borosilikátů měrného tavícího výkonu do dvou tun na metr čtvereční za den. Další zvyšování odběru nebo kolísáni výrobního odběru vede zpravidla ke strhávání nedostatečně protavených podílů skloviny zejména z oblasti blíže průtokové stěně, které je způsobeno jednostranným odběrem z pece.There is known a furnace according to the Czechoslovak author's certificate No. 238 229 heated by a combination of plate electrodes in the side walls at the bottom and rod electrodes placed above them, connected in two phases. The furnace is provided with one flow between the melting and working parts. In practice, when melting borosilicates, the furnace achieves a specific melting capacity of up to two tons per square meter per day. A further increase in demand or fluctuations in the process demand generally leads to entrainment of insufficiently melted molten glass parts, in particular from the region closer to the flow wall, which is caused by unilateral withdrawal from the furnace.

V československém autorském osvědčení č. 163 611 je popsána pec k taveni sklovin, určených k ručnímu zpracování zejména barevných sklovin. Pec sestává z tavícího a čeřícího prostoru, spojeného průtokem s prostorem sejití, na který jsou napojeny rozváděči kanály, pracovní prostory, případně zařízení k dávkování barvicích složek. Podle alternativního provedeni tohoto vynálezu natéká sklovina z taviči části spodem jedním nebo dvěma průtoky do prostoru sejití, odkud pak přetéká přepouštěoím kanálem vrchem přes práh, či prahy do pracovní nádrže nebo nádrží. Tavení probíhá kontinuálně, v době odběru je však všechna v té době tavená sklovina fritována. Hladina skloviny v pracovních nádržích při výrobě značně klesá a je doplňována v době mimo výrobu z prostoru sejití. Také v prostoru sejití hladina skloviny v jednotlivých fázích mirně kolísá. Tento způsob není vhodný pro výrobu borosilikátových skel, kde při kolísání hladiny dochází ke zvýšené tvorbě nehomogenit zejména z důvodu těkání z povrchu skloviny a smývání povrchové vrstvy žáromateriálu stěn. Rovněž udržování skloviny v prostoru sejití na potřebné teplotě je pro výrobu borosilikátových sklovin obtížné a energeticky náročné. Elektrická pec k tavení sklovin určených k ručnímu zpracování, popsaná v československém autor, osvědčení č. 189 180, sestává z tavícího prostoru opatřeného deflektorem a vybaveného horizontálními topnými tyčovými elektrodami umístěnými pod spodní hranou deflektoru a spojeného průtokem s pracovní části. Podle příkladu provedení může být pec vybavena jedním až dvěma průtoky a pracuje tak, že kontinuálně tavená sklovina natéká přímo do pracovních prostorů. Protože výrobní odběr je periodický, v době odběru hladina skloviny v taviči části i v pracovních částech klesá až na úroveň, jejíž minimum je určeno umístěním elektrod v taviči části. Z těchto důvodů ani tento typ pece není vhodný pro kontinuální tavení a odběr borosilikátové skloviny. Další nevýhodou pro výrobu borosilikátů je ^skutečnost, že tato pec má plochu pracovních prostorů jednou' až dvojnásobně větší než činí plocha tavící části, což násobí potíže způsobené těkáním z volné hladiny skloviny.Czechoslovakian Certificate No. 163 611 describes a furnace for melting glass, intended for manual processing of colored glass in particular. The furnace consists of a melting and fining space connected by flow to a gathering space to which the distribution channels, working spaces, or the device for dosing the coloring components are connected. According to an alternative embodiment of the invention, the glass flows from the melter part from below through one or two flows to the meeting space, from where it flows over the overflow channel through the threshold or thresholds into the working tank or tanks. The melting takes place continuously, but at the time of collection, all of the molten glass is then fried. The glass level in the working tanks decreases considerably during production and is replenished from the area outside the production area at the time of production. The enamel level also fluctuates slightly in the individual phases of the meeting. This method is not suitable for the production of borosilicate glasses, where fluctuations in the level result in increased formation of inhomogeneities mainly due to volatilization from the enamel surface and washing of the surface layer of the refractory material of the walls. Also, keeping the glass in the staging area at the desired temperature is difficult and energy-intensive for borosilicate glass production. The electric furnace for melting glassware intended for manual processing, described in Czechoslovak author, certificate No. 189 180, consists of a melting chamber equipped with a deflector and equipped with horizontal heating rod electrodes located below the lower edge of the deflector and connected to the working part by flow. According to an exemplary embodiment, the furnace may be equipped with one to two flow rates and operate such that continuously melted glass flows directly into the work spaces. Because the production take-off is periodic, at the time of take-off the level of glass in both the melting part and the working parts decreases to a level whose minimum is determined by the placement of the electrodes in the melting part. For this reason, this type of furnace is not suitable for continuous melting and collection of borosilicate glass. Another disadvantage for borosilicate production is the fact that this furnace has a working area area of one to twice the area of the melting portion, which multiplies the difficulties caused by volatilization from the free glass surface.

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí u sklářské elektrické pece podle tohoto vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že na sběrný sešikmený kanál taviči části pece navazují dva ponořené průtoky umístěné protilehle v ose pece. Každý průtok má ve svém nejnižším místě drenážní zařízení. Dále je každý průtok opatřen nejméně dvěma topnými elektrodami.These disadvantages are avoided or substantially reduced in the glass electric furnace of the present invention. The invention is based on the fact that two submerged flow channels located opposite the furnace axis are connected to the collecting slope of the melting section of the furnace. Each flow has a drainage device at its lowest point. Further, each flow is provided with at least two heating electrodes.

Je výhodné, když sběrný kanál má dno sešikmeno od středu směrem k oběma průtokům pod úhlem nejméně 3 stupně.It is preferred that the collecting channel has a bottom inclined from the center towards both flow rates at an angle of at least 3 degrees.

Dále je výhodné, když tavící část má dno sešikmeno od bočních stěn směrem ke sběrnému kanálu pod úhlem nejméně 3 stupňů.It is further preferred that the melting portion has a bottom inclined from the side walls towards the collecting channel at an angle of at least 3 degrees.

Rovněž je výhodné, když topné elektrody každého průtoku mají výstupy připojeny ke vstupu příslušného, jednotlivý průtok regulujícího, regulačního bloku, jehož jeden výstup je připojen ke společnému řídicímu bloku a druhý výstup ke společnému elektrickému zdroji obou průtoků. Další dva vstupy řídicího bloku jsou připojeny k příslušným výstupům teplotních čidel jednotlivých průtoků.It is also preferred that the heating electrodes of each flow have the outputs connected to an input of the respective individual flow regulating control block, one output of which is connected to a common control block and the other output to a common electrical source of both flows. The other two inputs of the control block are connected to the respective outputs of the temperature sensors of the individual flows.

Odběr ůtavené skloviny z taviči Části spodem pomocí dvou ponořených a symetricky v ose sběrného kanálu protilehle ležících průtoků značně snižuje strhávání neprotavených podílů vsázky do odběrového proudu ve srovnání s odběrem jedním průtokem umístěným jednostranně. Konstantní hladina skloviny v taviči i v pracovní části, udržovaná běžnými prostředky pomocí dvou synchronně řízených přetoků, omezuje tvorbu nehomogenit, způsobených těkáním skloviny a smýváním povrchu žáromateriálu. Ke zvýšení homogenity tavené skloviny přispívá provedení dna taviči části a sběrného kanálu. Seěikmenl napomáhá účinnější sedimentaci a nahromadění produktů koroze žáromateriálu a jiných nehomogenit v nejnižží části pece, odkud jsou periodicky nebo kontinuálně odpouštěny.Withdrawal of the molten glass from the melter by means of two submerged and symmetrically symmetrical axis of the collecting channel of the opposing streams greatly reduces the entrainment of non-molten batches into the sample stream compared to a one-sided sample stream. A constant level of molten glass in the melter and in the working part, maintained by conventional means by means of two synchronously controlled overflows, limits the formation of inhomogeneities caused by molten glass melt and refractory surface washing. The bottom of the melting part and the collecting channel contribute to increasing the homogeneity of the molten glass. Seekmenl helps to more effectively sediment and accumulate corrosion products of refractory material and other inhomogeneities in the lowest part of the furnace from where they are periodically or continuously discharged.

Vliv kolísání výrobního odběru na kolísáni teploty skloviny v jednotlivých průtocích je značně eliminován asymetrickým ohřevem pomocí topných elektrod umístěných v obou průtocích.The influence of production fluctuations on fluctuations of glass temperature in individual flow rates is greatly eliminated by asymmetric heating by means of heating electrodes located in both flow rates.

Při poklesu teploty skloviny, způsobené nízkým odběrem jedním z obou průtoků, je větší podíl z celkového výkonu zdroje elektrického proudu společného pro topné elektrody přiváděn pomoci regulačního bloku do té skupiny elektrod, která je umístěna v průtoku o nižší teplotě skloviny a naopak.In the case of a drop in the molten glass temperature caused by a low consumption of one of the two flow rates, a greater proportion of the total power source common to the heating electrodes is fed to the electrode group located in the lower glass flow rate and vice versa.

Podstatným účinkem vynálezu je zvýšení měrného tavícího výkonu a jeho pružnosti oproti stávajícím elektrickým pecím pro kontinuální taveni borosilikátů.An essential effect of the invention is to increase the specific melting power and its flexibility over existing electric furnaces for the continuous melting of borosilicates.

Příkladné provedení vynálezu je popsáno dále a je schematicky znázorněno na připojených výkresech, z nichž představuje obr. 1 podélný osový řez pecí obr.«2 půdorysný řes peci v rovině A-A z obr. 1, obr. 3 příčný osový řez pecí v rovině B-B z obr. 1 a obr. 4 schéma zapojeni topných elektrod průtoku.An exemplary embodiment of the invention is described below and is schematically shown in the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a longitudinal axial section of the furnace; FIG. 2 is a plan view of the furnace in plane AA of FIG. 1 and 4 show a flow diagram of the flow heating electrodes.

Sklářská taviči pec i sestává z taviči části 2 a částečně Znázorněných pracovních částí 3, které jsou od taviči části odděleny ponořenými průtoky £> které jsou umístěny v podélné ose pece 2* Taviči část 2 je tvořena klenbou 2« bočními stěnami 6, čelními stěnami 7, dnem 2 ® Kanálem 9. Dno 89 kanálu 9 je od středu pece 2 směrem k průtokům 4. sešikmeno, dno 82 taviči části 2 je seěikmeno od bočních stěn 6 směrem ke sběrnému kanálu 2 pod úhlem např. 5 stupňů. Topný systém taviči části 2 je tvořen deskovými, elektrodami 10 a tyčovými elektrodami 22.· Deskové elektrody 10 jsou umístěny u dna 2 bočních stěn 6 taviči části 2 a v horní polovině bočních stěn 6 jsou uloženy tyčové elektrody 11. Všechny deskové a tyčové elektrody 10, 11, umístěné v téže boční stěně 6, jsou připojeny v příkladném provedení na stejné fázi společného dvoufázového regulovatelného zdroje 14 elektrického proudu taviči části 2.. ^v průtocích 4 jsou umístěny· topné elektrody 12 deskového, tyčového nebo hřibového typu, a to v oblasti riátoků do pracovních částí 3. V nejnižží úrovni průtoků 4 jsou umístěna drenážní zařízeni 13. Topné elektrody 12 jsou napájeny samostatným elektrickým zdrojem 18 průtoků 4. přes příslušný regulační blok 15, ovládaný společným řídicím blokem 16 podle Signálu teplotních čidel 17 průtoků 4.The glass melting furnace 1 consists of a melting part 2 and partially depicted working portions 3 which are separated from the melting part by submerged flows 6 which are located in the longitudinal axis of the furnace 2. The bottom 89 of the channel 9 is slanted from the center of the furnace 2 towards the flow 4, the bottom 82 of the melting portion 2 is angled from the side walls 6 towards the collecting channel 2 at an angle of e.g. 5 degrees. The heating system of the melting part 2 consists of plate electrodes 10 and rod electrodes 22. The plate electrodes 10 are located at the bottom 2 of the side walls 6 of the melting part 2 and the upper half of the side walls 6 accommodate the rod electrodes 11. All plate and rod electrodes 10 , 11, positioned on the same side wall 6 are connected in the exemplary embodiment at the same stage of a two-phase controllable electrical power source 14 to the melting chamber flows ⁱⁿ 2 .. 4 are arranged electrodes 12 · of the heating plate, rod or mushroom type, in Drainage devices 13 are located at the lowest flow level 4. The heating electrodes 12 are supplied with a separate power supply 18 of the flows 4, via a respective control block 15, controlled by a common control block 16 according to the Flow Temperature Sensor 17 signal 4.

Pracovní řeším pece probíhá následujícím způsobem: Vsázka kmene a střepů je rovnoměrně zakládána po celé ploše taviči části 2 na tak zvanou studenou vrstvu. Tavení potom probíhá ve vertikálním směru ve smyslu kladného tepelného gradientu, což znamená, že teplota vzrůstá se vzrůstající hloubkou. Otavená a vyčeřená skloviná odtéká sběrným kanálem 9 přes průtoky 4.do pracovní části 2· Spodní řada deskových elektrod 10 vytváří v prostoru mezi nimi souvislé homogenní pole vybavovaného elektrického výkonu, přičemž teplotní maximum je v úrovni horní hrany deskových elektrod 10. Tyčové elektrody 11 vytváří a podporují konvekčnl vertikální proudění v oblasti pod vrstvou vsázky.The working solution of the furnace proceeds as follows: The batch and shard charge is uniformly placed over the entire surface of the melting part 2 on the so-called cold layer. Melting then takes place in the vertical direction in the sense of a positive thermal gradient, which means that the temperature increases with increasing depth. The lower row of plate electrodes 10 creates a continuous homogeneous field of the provided electrical power in the space between them, the temperature maximum being at the level of the upper edge of the plate electrodes 10. The electrodes 11 form and promote convective vertical flow in the region below the charge layer.

Otavená skloviná je z taviči části 2 odebírána v množství podle potřeby oběma protilehlými průtoky .4· Pži rozdílu množství odebírané skloviny jednotlivými průtoky ý je skloviná v průtocích £ ohřívána topnými elektrodami 12 připojenými na společný zdroj 18 elektrického proudu, příčeni topné příkony na topné elektrody 12 v každém 2 průtoků 4 jsou zhruba nepřímo úměrné odebíranému množství ekloviny. Tím je částečně nebo zcela eliminována nerovnováha v množství tepla přináženého sklovínou do každého z obou průtoků 4, a tak je zabezpečena dostatečná teplota skloviny natékající k vypracování do každé z obou pracovních částíThe molten glass is withdrawn from the melting portion 2 by the two opposing flow rates 4 as required. With the difference in the amount of glass being removed by the individual flow rates, the glass is heated at flow rates 6 by heating electrodes 12 connected to a common power source 18. in each of the two flows 4, they are roughly inversely proportional to the amount of eclovine taken. This partially or completely eliminates the imbalance in the amount of heat delivered by the glass to each of the two flow rates 4, thus ensuring a sufficient glass temperature to flow to each of the two working parts

SeSikmení dna 82 taviči části 2 a dna 89 kanálu 9 napomáhá stékáni těžkých korozních sedimentů k oběma drenážním zařízením 13. která pracuji podle potřeby kontinuálně, nebo diskontinuálně. Tím je zabezpečena i dostatečná chemická homogenita skloviny.The inclination of the bottom 82 of the melting portion 2 and the bottom 89 of the channel 9 aids in the flow of heavy corrosion sediments to the two drainage devices 13, which operate continuously or discontinuously as required. This ensures sufficient chemical homogeneity of the glass.

Claims

A glass melting electric furnace for the continuous melting of boroailicates with the same level of glass in the melter and the working portion during melting and removal, consisting of a melting portion of a quadrangular plan with a collecting channel, which is equipped with plate or rod electrodes and is connected to the working flow characterized in that submerged flows (4) are located on the collecting duct (9) having an inclined bottom (89) adjoining two opposing axis of the furnace (1), at the lowest point of which the drainage device (13) is situated and each having at least two heating electrodes (12).

Glass melting electric furnace according to claim 1, characterized in that the collecting channel (9) has a bottom (89) bevelled from the center towards the two flows (4) at an angle of at least 3 degrees.

Glass melting electric furnace according to Claims 1 and 2, characterized in that the melting part (2) has a bottom (82) inclined from the side walls (6) towards the collecting channel (4) at an angle of at least 3 degrees.

Glass melting electric furnace according to Claims 1 and / or 2, 3, characterized in that the heating electrodes (12) of each flow (4) have outlets connected to an inlet of a single, individual flow (4) of the regulating control block (15), one output is connected to a common control block (16) and the other output to a common power supply (18) of both flow rates (4), the other two inputs of control block 116) being connected to the respective outputs of the flow temperature sensors (17).