CS269729B1 - Sklářská taviči pec - Google Patents

Abstract

Řešení se zabývá ochranou exponovaných ičástí, žáruvzdorné keramické vyzdívky s (sklářské taviči pece, vystavených korozi (působením vysokých teplot, těžkotavitel- (nýoh nebo korozivních sklovin, vysokých (rychlostí proudšní skloviny kolem vyzdívky (apod., a to prostřednictvím ochranná kovo- (vé konstrukce, zcela ponořené do skloviny (v bezprostřední blízkosti chráněné části. (Konstrukce je zhotovena z těžkotavitelného kovu, např. molybdenu, je samonosná a po zasunutí do pece je opřena o dno. Kons- • trukce sestává buň pouze z nosníků, tyčových, trubkových apod... nebo může být vý- ■ hodně vytvořena z kombinace nosníků a nejméně jednoho tenkého kovového plechu z ~ « těžkotavitelného kovu, přednostně tlouštky 1 až 5 mm. Při použití více vrstev kovových plechů paralelně uspořádaných Je vzdálenost mezi sousedícími plechy výhodně 1 až 2 mm a k zajištění distance mezi nimi a pcůteplivého prostředí je prostor mezi kovovými plechy vyplněn průteplivou sklovinou. Za účelem snížení přenosu tepla je s výhodou prostor mezi posledním kovovým 1 plechem a přivrácenou chráněnou části ke- > ramické vyzdívky vyplněn neprůteplivou 1 skiovinou.

Description

Vynález ae týká sklářské taviči pece, tvořené žáruvzdornou keramickou vyzdívkou, jejíž vysokými teplotami a proudící skiovinou namáhaná alespoň jedna část má v bezprostřední blízkosti svého povrchu umístěnu na straně přivrácené sklovině kovovou stěnu z těžkotavitelného kovu, např. molybdenu. Kovové stěna je zcela ponořena do skloviny.

Sklářská tavící pec má obvykle bazén a průtok zhotoven ze žáruvzdorné keramické vyzdívky na bázi oxidu hlinitého AlgOj, křemičitého SiO₂, zirkoničitého ZrO₂, horečnatého MgO, chromitého CrOj apod. Tyto oxidy se ve sklovině rozpouštějí a rychlost rozpouštění je úměrná teplotě skloviny a rychlosti proudění skloviny kolem stěny vyzdívky, tj. rychlosti odplavování korozních produktů, přívodu čisté skloviny apod. Např. bylo prokázáno, že zvýšení teploty o 50 °C způsobí zvýšení rychlosti koroze žáruvzdorné keramické vyzdívky na dvojnásobek.

V praxi se koroze žáruvzdorné keramické vyzdívky zpomaluje chlazením 'vnější stěny pece, což je účinné, až když tloušíka stěny vyzdívky bazénu klesne pod 150 mm. Další známý způsob ochrany žáruvzdorné keramické vyzdívky je vodní chlazení vnitřní stěny bazénu, což je účinné, ale energeticky velmi náročné.

Je známa a využívána ochrana žáruvzdorné keramické vyzdívky sklářské pece kovovou vrstvou, plátováním nebo stěnou, umístěnou v bezprostřední blízkosti povrchu vyzdívky na straně přivrácené sklovině.

Například žáruvzdorná vyzdívka sklářských tavících pecí pro optické sklo je chráněna před erozními účinky skloviny plátováním vnitřní stěny vyzdívky platinovým plechem. Platina je však velmi drahá a využívá se pro vyložení menších sklářských pecí pro optická nebo brýlová skla.

V poslední době se objevily pokusy s využitím molybdenového plechu, který je lacinější než platina a dovoluje použití i při vysokých tavících teplotách a také i větších rozměrech pecí. Protože však molybden Mo na vzduchu oxiduje, lze ho použít jen v oblastech bez přístupu vzduchu, tj. pod hladinou skloviny.

V autorském osvědčení SSSR č. 785 234 je popsána elektrická sklářská tavící pec, jejíž bazén i průtok včetně pracovní části jsou vyloženy na straně přilehlé sklovině molybdenovým plechem. V novějším autorském osvědčení SSSR č. 967 968, téhož autora jako v předchozím vynálezu, se používá vyložení molybdenovým plechem pouze v exponovaných částech bazénu sklářské elektrické tavící péče. Molybdenový plech je uložen mezi kameny žáruvzdorné vyzdívky a v taviči části vytváří průtokovou stěnu. Fixace molybdenového plechu k vyzdívce je provedena nad hladinou skloviny, proto je k ní použito speciálně tvarovaného pouzdra. Vyložení tepelně a korozně namáhaných částí bazénu a průtoku pece je prováděno za účelem zvýšení jakosti skloviny a prodloužení životnosti pece.

Určitým nebezpečím je destrukce ochranného molybdenového plechu při korozi norné žáruvzdorné vyzdívky.

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí řešením podle vynálezu, podle něhož v bezprostřední blízkosti chráněného povrchu žáruvzdorné keramické vyzdívky pece je umístěna do skloviny zcela ponořená ochranná kovová stěna. Podstata tohoto vynálezu spočívá v tom, že tato ochranná kovová stěna je zhotovena z nosníků, zejména trubek, tyčí, profilů apod., která jsou navzájem pevně spojeny a tvoří konstrukci, která je samonosná a opřená o dno pece.

Je výhodné, když kovová konstrukce je kromě nosníků dále tvořena nejméně jedním kovovým plechem z těžkotavitelného kovu, připevněného alespoň ke dvěma nosníkům.

Dále je výhodné, když kovové plechy, přednostně tlouštky 1 až 5 mm, jsou vzájemně paralelně uspořádány a vzdálenost mezi dvěma sousedními plechy je 1 až 2 mm. S výhodou je prostor mezi paralelně uspořádanými plechy vyplněn průteplivou sklovinou.

CS 269 729 Bl

Rovněž je výhodná, když prostor mezi posledním kovovým plechem a přivrácenou chráněnou částí žáruvzdorné keramické vyzdívky je vyplněn neprůteplivou sklovinou.

Výhodou ochranné kovové konstrukce je, že není závislá na stupni koroze žáruvzdorné vyzdívky. Kovová konstrukce se dá zhotovit z dostupných materiálů. Jako nosníků může být použito odpadního materiálu, např. topných molybdenových tyčových elektrod, po nenáročné úpravě jejich povrchu. Kovová konstrukce se sestavuje a zhotovuje mimo vlastní sklářskou pec, do které se před temperováním vloží, a většinou se opře o dno. Zvláště teplotně a mechanicky namáhaná místa konstrukce lze zesílit dalěím nosníkem. V místech, kde se nepředpokládá tak silná koroze, je využíváno běžně dostupných tenkých molybdenových plechů. Pro vytvoření distance mezi paralelně uspořádanými plechy a zabránění jejich oxidace vzdušným kyslíkem při temperování prázdné pece slouží průteplivé sklo, při vyšších teplotách průteplivá sklovina, která nemůže proudit a neuvolňuje plyny, způsobující bubliny. Při tavení neprůteplivé skloviny zabraňuje oxidaci posledního kovového plechu přivráceného žáruvzdorné vyzdívce sklovina, která je neprůteplivá a vytvoří mezi kovovým plechem a vyzdívkou vrstvu, absorbující tepelné záření kovového plechu.

Příkladné provedení vynálezu je popsáno dále a je schematicky znázorněno na výkresech v axonometrickém pohledu částečně znázorněné pece. Na obr. 1 je znázorněna ochrana vyzdívky průtoku pece pomocí kovové konstrukce, vytvořené pouze z nosníků. Na obr. 2 a 3 jsou znázorněny kovové konstrukce, vytvořené kombinací nosníků a plechů. Obr. 2 značí ochranu svislé stěny vyzdívky bazénu a obr. 3 ochranu vyzdívky průtoku pece.

Kovová konstrukce X, zhotovená pouze z nosníků X, jak je uvedeno v příkladném provedení na obr. 1, slouží k ochraně žáruvzdorné keramické vyzdívky průtoku pece, a to jeho nejvíce exponovaných a korozi podléhajících částí, v tomto případě obou bočních stěn 31 průtoku a horního překladu 32 průtoku. Konstrukce X je sestavena z nosníků 2 představovaných molybdenovými tyčemi, z nichž tři delší jsou přivráceny hornímu překladu 32 průtoku, k jehož bočním stěnám 31 jsou přivráceny vždy čtyři kratší tyčové nosníky 2. Konstrukce χ je samonosná a je opřena o dno 4· Jelikož je kovová konstrukce X při tavení skla zcela ponořena do skloviny, není třeba žádnou její část při tavení chránit před oxidací.

Na obr. 2 je znázorněna svislá stěna £ žáruvzdorné keramické vyzdívky pece chráněné kovovou konstrukcí X, vytvořením z kombinace tří nosníků 2, např. molybdenových tyčí průměru 32 mm, nesoucích tři tenké kovové plechy 6 z molybdenu, tlouštky 1 mm. Konstrukce X je opřena o dno A a stěnu £ pece. Její zajištění proti pádu může být provedeno pomocným držákem 2, zhotoveným z molybdenové tyče a zasunutým do vyvrtaného otvoru ve stěně £ vyzdívky pece. Ochranná kovová konstrukce X je ponořena při tavení do skloviny a část držáku X, vystupující z vyzdívky vně pece, je nutno chránit, např. chlazením vodou nebo pokrytím povrchu držáku X vhodným smaltem nebo sklovinou. V prostoru mezi jednotlivými molybdenovými plechy 6 je vytvořena mezera 0,5 mm. Do prostoru mezi paralelně uspořádanými plechy £ je při montáži vložena vrstva skleněné tkaniny nebo rohože, která zajišťuje jednak utěsnění prostoru proti vniknutí vzduchu při temperování před naplněním bazénu pece sklovinou, jednak zajišluje průteplivé prostředí mezi povrchy jednotlivých molybdenových plechů £ při tavicím procesu. Tato průteplivá sklovina by měla obsahovat oxid železnatý PeO maximálně do 0,05 % hmotnosti. Tímto opatřením dochází v prostoru mezi molybdenovými plechy £ k přenosu tepla převážné radiací. Povrch plechů. £, který má jako každý kovový materiál nízkou emisivitu, působí potom jako radiační clona. Při tavení neprůteplivé skloviny v peci, obsahující minimálně 0,05 % hmotnosti oxidu železnátého PeO, se při instalaci molybdenové konstrukce 1 do prostoru mezi svislou stěnu £ žáruvzdorné keramické vyzdívky a poslední přivrácený molybdenový plech £ umístí skleněná drt nebo skleněná tabule z tohoto neprůCS 269 729 Bl teplivého skla. Postupným zvyšováním teplot při temperování se toto sklo roztaví a vzniklá neprůteplivá sklovina, která snižuje přenos tepla, čímž se úměrně snižuje i teplota žáruvzdorné keramické vyzdívky. .

Na obr. 3 je znázorněna ochrana průtoku χ kovovou molybdenovou konstrukcí 1, zhotovenou z tyčových molybdenových nosníků £ průměru 32 mm a z molybdenových plechů 6 tlouštky 0,8 mm. Molybdenové tyčové nosníky ,2 tvoří zesílenou část konstrukce 1. ve tvaru písmene H, k níž jsou připevněny paralelně uspořádané dvojice plechů 6, chránící v horní části zesílené konstrukce X nejexponovanější svislou část čelní stěny 33 průtokového kamene, a v dolní části horní překlad 32 a boční stěny 31 průtoku. Uvedený samonosný typ konstrukce 1 je při tavícím procesu zcela ponořen do skloviny ze všech stran, při tavení ho proto není třebh chránit před oxidací.

Pevná připojení nosníků 2 a plechů 6 k vytvoření samonosné konstrukce 1 může být provedeno různým způsobem, např. šroubovými závity nebo nýty z těžkótavitelného kovu.

Po sestavení a zhotovení kovové konstrukce X v případě použití molybdenového materiálu je třeba jej chránit při temperování prázdné sklářské pece před oxidací vzdušným kyslíkem. Molybdenová konstrukce χ před uložením do pece je bud opatřena vhodným ochranným nátěrem, např.. smaltem, nebo je obalena skleněnou tkaninou či rohoží, případně je po uložení do sklářské taviči pece zasypána sklářskými střepy. Je možno využít i kombinaci těchto opatření.

Samonosná kovová konstrukce X při zasunutí do sklářské tavící pece nevyžaduje žádné zvláětní stavební úpravy ani speciální kameny žáruvzdorné keramické vyzdívky.

Řešení ochranné kovové konstrukce X podle vynálezu má za následek, že sklovina v bezprostřední blízkosti chráněné části žáruvzdorné keramické vyzdívky je v klidu, neproudí, což vede ke zpomalení koroze žáruvzdorného materiálu keramické vyzdívky. Další zpomalení koroze vyzdívky nastává snížením její teploty při použití více vrstev kovových plechů přičemž např. při použití jednoho molybdenového plechu může ' být snížena teplota chráněné keramické vyzdívky cca až o 27 K.

Ochranná kovová konstrukce X je vhodná pro ochranu žáruvzdorné keramické vyzdívky sklářských tavičích pecí, zvláště při tavení těžkotavitelných sklovín s vysokou taviči teplotou, při vysokých rychlostech proudění skloviny kolem stěn vyzdívky a při tavení korozivních sklovin. Tyto podmínky se často vyskytují u celoelektrických sklářských tavících pecí. ·

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Sklářská tavící pec, tvořená žáruvzdornou keramickou vyzdívkou, Jejíž vysokými teplotami a proudící sklovinou namáhaná alespoň jedna část má v bezprostřední blízkosti svého povrchu přivráceného sklovině umístěnu do skloviny zcela ponořenou korozi, bránící ochrannou kovovou stěnu z těžkótavitelného kovu, např. molybdenu, vyznačená tím, že kovová stěna je zhotovena z nosníků (2), zejména trubek, tyčí, profilů apod., pevně spojených a tvořících konstrukcí (1), která je samonosná a opřená o dno (4) pece.
2. 2. Sklářská tavící pec podle bodu-1, vyznačená tím , že kovová konstrukce (1) je kromě nosníků (2) dále tvořena nejméně jedním kovovým plechem (6) z těžkotavitelného kovu, pevně připojeným alespoň ke dvěma nosníkům (2).
3. 3. Sklářská tavící pec podle bodu 2, vyznačená tím, že kovové plechy (6), přednostně tlouštky 1 až 5 mm, jsou vzájemně paralelně uspořádány, vzdálenost mezi dvěma sousedními plechy (6) je 0,1 až 2 mm a prostor mezi nimi je vyplněn průteplivou sklovinou.

   CS 269 729 Bl
4. 4. Sklářská taviči pec podle bodu 2, vyznačená tím, že prostor mezi posledním kovovým plechem (6) a přivrácenou chráněnou částí žáruvzdorné keramické vyzdívky je vyplněn neprůteplivou sklovinou.