CS269729B1

CS269729B1 - Glass-maker's melting furnace

Info

Publication number: CS269729B1
Application number: CS89309A
Authority: CS
Inventors: Josef Ing Csc Smrcek; Alena Ing Bendlova
Original assignee: Smrcek Josef; Bendlova Alena
Priority date: 1989-01-17
Filing date: 1989-01-17
Publication date: 1990-05-14
Also published as: CS30989A1

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.The solution deals with the protection of exposed ones parts, refractory ceramic linings with (glass melting furnaces exposed to corrosion (due to high temperatures, (foot or corrosive enamel, high (velocity of jet glass around the lining (etc., through the protective metal (wholly submerged in enamel (in the immediate vicinity of the protected area. (The structure is made of heavy-duty metal, such as molybdenum, is self-supporting and when inserted into the furnace, it is resting against the bottom. Cons- • the cell consists only of beams, rods, tubular etc ... or may be ■ Much created from a combination of beams and least one thin metal sheet from A refractory metal, preferably thickness 1 to 5 mm. When using multiple layers metal sheets arranged in parallel the distance between adjacent sheets preferably 1 to 2 mm and to ensure distance between them and the plentiful environment is the space between with metal sheets filled with a flowing glass. In order to reduce heat transfer is preferably the space between the last metal 1 sheet and facing protected part ramic lining filled with impermeable 1 skiovinou.

Description

CS 269 729 B1 1EN 269 729 B1 1

Vynález se týká sklářské taviči pece, tvořené žáruvzdornou keramickou vyzdívkou,jejíž vysokými teplotami a proudící sklovinou namáhaná alespoň jedna část má v bez-prostřední blízkosti svého povrchu umístěnu na straně přivrácené sklovině kovovou stě-nu z těžkotavitelného kovu, např. molybdenu. Kovová otěna je zcela ponořena do sklo-viny.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a glass melting furnace comprising a refractory ceramic lining at least one portion of which has a metal wall of molten metal, e.g. The metal wound is completely immersed in the glass.

Sklářská taviči pec má obvykle bazén a průtok zhotoven ze žáruvzdorné keramickévyzdívky na bázi oxidu hlinitého AlgOj, křemičitého SiO2, zirkoničitého ZrO2, horeč-natého MgO, chromitého CrOj apod. Tyto oxidy se ve sklovině rozpouštějí a rychlostrozpouštění je úměrná teplotě skloviny a rychlosti proudění skloviny kolem stěny vy-zdívky, tj. rychlosti odplavování korozních produktů, přívodu čisté skloviny apod.The glass melting furnace usually has a pool and flow made of refractory ceramic linings based on alumina, SiO2, zirconium ZrO2, magnesium MgO, chromium CrO3 etc. These oxides dissolve in the enamel and the dissolution rate is proportional to the enamel temperature and enamel velocity around walls of the outlet, ie the rate of flushing corrosion products, the supply of pure enamel, and the like.

Např. bylo prokázáno, že zvýšení teploty o 50 °C způsobí zvýšení rychlosti koroze žá-ruvzdorné keramické vyzdívky na dvojnásobek. V praxi se koroze žáruvzdorné keramické vyzdívky zpomaluje chlazením vnější stě-ny pece, což je účinné, až když tloušlka stěny vyzdívky bazénu klesne pod 15C mm. Dal-ší známý způsob ochrany žáruvzdorné keramické vyzdívky je vodní chlazení vnitřní stě-ny bazénu, což je účinné, ale energeticky velmi náročné.E.g. it has been shown that raising the temperature by 50 ° C will double the corrosion resistance of the refractory ceramic lining. In practice, the corrosion of the refractory ceramic lining is slowed down by cooling the outer wall of the furnace, which is effective only when the wall thickness of the pool lining falls below 15 ° C. Another known method of protecting the refractory ceramic lining is by water cooling the inner wall of the pool, which is very efficient but energy intensive.

Je známa a využívána ochrana žáruvzdorné keramické vyzdívky sklářské pece kovo-vou vrstvou, plátováním nebo stěnou, umístěnou v bezprostřední blízkosti povrchu vy-zdívky na straně přivrácené sklovině.It is known and used to protect the refractory ceramic lining of a glass furnace with a metal layer, cladding or a wall located in the immediate vicinity of the surface of the furnace on the side facing the glass.

Například žáruvzdorná vyzdívka sklářských tavících pecí pro optické sklo je chrá-něna před erozními účinky skloviny plátováním vnitřní stěny vyzdívky platinovým ple-chem. Platina je však velmi drahá a využívá se pro vyložení menších sklářských pecípro optická nebo brýlová skla. V poslední době se objevily pokusy s využitím molybdenového plechu, který je la-cinější než platina a dovoluje použití i při vysokých tavících teplotách a také i vět-ších rozměrech peci. Protože však molybden Mo na vzduchu oxiduje, lze ho použit 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 skloviněmolybdenovým plechem. V novějším autorském osvědčení SSSS č. 967 968, téhož autorajako v předchozím vynálezu, se používá vyložení molybdenovým plechem pouze v expono-vaných částech bazénu sklářské elektrické tavící pece. Molybdenový plech je uloženmezi kameny žáruvzdorné vyzdívky a v taviči části vytváří průtokovou stěnu. Pixace mo-lybdenového plechu k vyzdívce je provedena nad hladinou skloviny, proto je k ní použi-to speciálně tvarovaného pouzdra. Vyloženi tepelně a korozně namáhaných částí bazénu a průtoku pece je prováděno za účelem zvýšení jakosti skloviny a prodloužení život-nosti pece.For example, the refractory lining of glass melting furnaces for optical glass is protected from the erosion effects of glass by plating the liner inner wall with platinum. However, platinum is very expensive and is used to unload smaller glass furnaces for optical or spectacle glasses. Recently, there have been attempts using molybdenum sheet, which is more cheap than platinum, and allows it to be used even at high melting temperatures as well as larger furnace sizes. However, since molybdenum Mo oxidizes in the air, it can only be used in areas without air access, ie below the glass surface. The USSR copyright certificate No. 785 234 describes an electric glass melting furnace whose pool and flow, including the working part, are lined up on the side adjacent to the molten molybdenum sheet. In the more recent SSSS No. 967,968, the same as in the previous invention, molybdenum sheet lining is only used in the exposed pool areas of a glass electric melting furnace. The molybdenum sheet is deposited between the stones of the refractory lining and forms a flow wall in the melting portion. Pixellation of the molybdenum sheet to the lining is carried out above the glass level, so a specially shaped sheath is used. The lining of the heat and corrosion stressed parts of the pool and the flow of the furnace is carried out in order to increase the quality of the glass and extend the life of the furnace.

Určitým nebezpečím je destrukce ochranného molybdenového plechu při korozi nornéžáruvzdorné vyzdívky.The danger is the destruction of the molybdenum protective sheet during corrosion-resistant lining.

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí řešením podle vynálezu, podleněhož v bezprostřední blízkosti chráněného povrchu žáruvzdorné keramické vyzdívky pe-ce je umístěna do ekloviny zcela ponořená ochranná kovová stěna. Podstata tohoto vy-nálezu spočívá v tom, že tato ochranná kovová stěna je zhotovena z nosníků, zejménatrubek, tyčí, profilů apod., která jsou navzájem pevně spojeny a tvoří konstrukci, kte-rá je samonosná a opřená o dno pece.The above-mentioned disadvantages are eliminated or substantially reduced by the solution according to the invention, where a completely submerged protective metal wall is placed in the enamel in the immediate vicinity of the protected surface of the refractory ceramic liner. The essence of the present invention is that the protective metal wall is made of beams, in particular tubes, rods, profiles and the like, which are rigidly connected to each other and form a structure that is self-supporting and supported on the bottom of the furnace.

Je výhodné, když kovová konstrukce je kromě nosníků dále tvořena nejméně jednímkovovým plechem z těžkotavitelného kovu, připevněného alespoň ke dvěma nosníkům. Dále je výhodné, když kovové plechy, přednostně tlouštky 1 až 5 mm, jsou vzájem-ně paralelně uspořádány a vzdálenost mezi dvěma sousedními plechy je 1 až 2 mm. S vý-hodou je prostor mezi paralelně uspořádanými plechy vyplněn průteplivou sklovinou. 2 C8 269 729 B1Advantageously, the metal structure is further comprised of at least one refractory metal sheet metal attached to at least two beams in addition to the beams. Furthermore, it is preferred that the metal sheets, preferably 1 to 5 mm thick, are parallel to each other and the distance between two adjacent sheets is 1 to 2 mm. Preferably, the space between the parallel sheets is filled with a flowing glass. 2 C8 269 729 B1

Rovněž je výhodný, když prostor mezi posledním kovovým plechem a přivrácenouchráněnou částí žáruvzdorné keramické vyzdívky je vyplněn neprůteplivou sklovinou. Výhodou ochranné kovové konstrukce je, že není závislá na stupni koroze žáruvzdor-né vyzdívky. Kovová konstrukce se dá zhotovit z dostupných materiálů. Jako nosníků můžebýt použito odpadního materiálu, např. topných molybdenových tyčových elektrod, po ne-náročné úpravě jejich povrchu. Kovová konstrukce se sestavuje a zhotovuje mimo vlast-ní sklářskou pec, do které se před temperováním vloží, a většinou se opře o dno.It is also advantageous if the space between the last metal sheet and the facing-protected part of the refractory ceramic liner is filled with an impermeable glass. The advantage of the protective metal structure is that it does not depend on the corrosion degree of the refractory lining. Metal construction can be made from available materials. Waste material, such as molybdenum heating rod electrodes, may be used as beams after their difficult surface treatment. The metal structure is assembled and made outside of its own glass furnace, into which it is inserted before tempering, and is usually supported on the bottom.

Zvláště teplotně a mechanicky namáhaná místa konstrukce lze zesílit dalším nosníkem. V místech, kde se nepředpokládá tak silná koroze, je využíváno běžně dostupných ten-kých molybdenových plechů. Pro vytvoření distance mezi paralelně uspořádanými plechya zabránění jejich oxidace vzdušným kyslíkem při temperování prázdné pece slouží prů-teplivé sklo, při vyšších teplotách průteplivá sklovina, která nemůže proudit a neuvol-ňuje plyny, způsobující bubliny. Při tavení neprůteplivé skloviny zabraňuje oxidaciposledního kovového plechu přivráceného žáruvzdorné vyzdívce sklovina, která je neprů-teplivá a vytvoří mezi kovovým plechem a vyzdívkou vrstvu, absorbující tepelné zářenikovového plechu. Příkladné provedení vynálezu je popsáno dále a je schematicky znázorněno na výkre-sech v axonometrickém pohledu částečně znázorněné pece. Na obr. 1 je znázorněna ochra-na vyzdívky průtoku pece pomocí kovové konstrukce, vytvořené pouze z nosníků. Na obr. 2a 3 jsou znázorněny kovové konstrukce, vytvořené kombinací nosníků a plechů. Obr. 2značí ochranu svislé stěny vyzdívky bazénu a obr. 3 ochranu vyzdívky průtoku pece.Particularly thermally and mechanically stressed areas of the structure can be reinforced by another beam. Where thin corrosion is not expected, commercially available thin molybdenum sheets are used. In order to form a distance between parallel plates and to prevent their oxidation by atmospheric oxygen during the tempering of the empty furnace, the hot glass is used, at higher temperatures the flowing glass that cannot flow and does not release bubbles causing bubbles. In melting non-porous glass, the oxidation of the last metal sheet facing the refractory lining prevents the glass which is impermeable and forms between the metal sheet and the lining layer absorbing the heat-emitting sheet. An exemplary embodiment of the invention is described below and is schematically illustrated in the drawings in an axonometric view of a partially illustrated furnace. Fig. 1 shows the furnace lining of the furnace by means of a metal structure made only of beams. Fig. 2a shows metal structures formed by a combination of beams and sheets. FIG. 2 denotes the protection of the vertical wall of the pool lining and fig. 3 the lining protection of the furnace flow.

Kovová konstrukce X, zhotovená pouze z nosníků X, jak je uvedeno v příkladném pro-vedení na obr. 1, slouží k ochraně žáruvzdorné keramické vyzdívky průtoku pece, a tojeho nejvíce exponovaných a korozi podléhajících částí, v tomto případě obou bočníchstěn 31 průtoku a horního překladu 32 průtoku. Konstrukce X je sestavena z nosníků 2.představovaných molybdenovými tyčemi, z nichž tři delší jsou přivráceny hornímu pře-kladu 32 průtoku, k jehož bočním stěnám 31 jsou přivráceny vždy čtyři kratší tyčovénosníky 2. Konstrukce χ je samonosná a je opřena o dno 4· Jelikož je kovová konstruk-ce X při tavení skla zcela ponořena do skloviny, není třeba žádnou její část při tave-ní chránit před oxidací.The metal structure X, made only of beams X, as shown in the exemplary conduit of Fig. 1, serves to protect the refractory ceramic lining of the furnace flow, its most exposed and corrosive parts, in this case both flow and top sidewalls 31 32 flow. The structure X is composed of beams 2 represented by molybdenum rods, three of which are longer facing the upper flow passage 32 to whose side walls 31 are always four shorter rods 2. The structure χ is self-supporting and resting on the bottom 4 · Since when the metal structure X is completely immersed in the molten glass during melting of the glass, there is no need to protect any part thereof during oxidation.

Na obr. 2 je znázorněna svislá stěna 5. žáruvzdorné keramické vyzdívky pece chrá-něné kovovou konstrukcí X, vytvořením z kombinace tří nosníků 2, např. molybdenovýchtyčí průměru 32 mm, nesoucích tři tenké kovové plechy 6 z molybdenu, tlouštky 1 mm.Konstrukce X je opřena o dno X a stěnu £ pece. Její zajištění proti pádu může být pro-vedeno pomocným držákem X, zhotoveným z molybdenové tyče a zasunutým do vyvrtaného ot-voru ve stěně í vyzdívky pece. Ochranná kovová konstrukce X je ponořena při tavení doskloviny 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 pros-toru mezi jednotlivými molybdenovými plechy 6 je vytvořena mezera 0,5 mm. Do prostorumezi paralelně uspořádanými plechy & je při montáži vložena vrstva skleněné tkaninynebo rohože, která zajišíuje jednak utěsnění prostoru proti vniknutí vzduchu při tempe-rování před naplněním bazénu pece sklovinou, jednak zajišíuje průteplivé prostředí me-zi povrchy jednotlivýoh molybdenových pleohů é. při tavícím procesu. Tato průteplivásklovina by měla obsahovat oxid železnatý PeO maximálně do 0,05 % hmotnosti. Tímtoopatřením dochází v prostoru mezi molybdenovými plechy 6 k přenosu tepla převážně ra-diací. Povrch plechů. 6, který má jako každý kovový materiál nízkou emisivitu, působípotom jako radiační clona. Při tavení neprůteplivé skloviny v peci, obsahující mini-málně 0,05 % hmotnosti oxidu železnátého PeO, se při instalaci molybdenové konstruk-ce 1 do prostoru mezi svislou stěnu £ žáruvzdorné keramické vyzdívky a poslední při-vrácený molybdenový plech 6. umístí skleněná drt nebo .skleněná tabule z tohoto nepru-FIG. 2 shows a vertical wall 5 of a refractory ceramic lining of a furnace protected by a metal structure X, formed from a combination of three beams 2, e.g. molybdenum rod diameter 32 mm, carrying three thin metal sheets 6 of molybdenum, thickness 1 mm. is supported on the bottom X and the furnace wall 6. Its fall protection can be guided by an auxiliary holder X made of molybdenum rod and inserted into the bore hole in the furnace lining wall. The protective metal structure X is immersed in the melting of the glazing and a portion of the holder X protruding from the lining outside the furnace must be protected, for example, by cooling with water or covering the surface of the holder X with a suitable enamel or enamel. A gap of 0.5 mm is formed in the space between the individual molybdenum sheets 6. With space-arranged sheets & a glass fabric or mat layer is inserted during assembly, which provides both a seal against the ingress of air during tempo- ration before the furnace pool is filled with glass, and on the other hand, it provides a permeable environment between the surfaces of the molybdenum bales. in the melting process. This glazing should contain iron oxide PeO up to 0.05% by weight. By this measure, heat transfer is predominantly carried out in the space between the molybdenum sheets 6. Sheet metal surface. 6, which, as each metal material, has low emissivity, acts as a radiation shield. When melting the non-porous glass in the furnace containing at least 0.05% by weight of iron oxide PeO, a glass pulp is placed in the space between the vertical wall 6 of the refractory ceramic lining and the last returned molybdenum sheet 6 when the molybdenum structure 6 is installed. glass pane of this

Claims

EN 269 729 B1 3 Warm glass. By gradually raising the tempering temperatures, the glass melts and the resulting impermeable glass reduces heat transfer, thereby reducing the temperature of the refractory ceramic lining proportionately. FIG. 3 shows flow protection J by molybdenum metal structure 1 made of molybdenum rods 32 mm in diameter and 0.8 mm thick molybdenum sheets6. The molybdenum rods 2 form a thickened portion of the χ branch structure of the H, to which the parallel pairs of sheets 6 are secured to protect the upper portion of the reinforced structure X with the most exposed vertical portion of the flow stone 33, and the upper portion 32 and the lateral flow wall 31. Said self-supporting type X is completely immersed in the molten glass of all the sides during the melting process, so it is not necessary to protect it from oxidation during melting. The fixed connection of the knives 2, and the plates 6 to form the self-supporting structure 1 can be carried out in various ways, for example by screw threads or rivets made of refractory metal. After assembling and fabricating the metal structure X in the case of using molybdenum material, it is necessary to protect it when tempering the empty glass furnace against oxidation with air oxygen. The molybdenum structure χ, prior to being placed in the furnace, is either provided with a suitable protective coating, e.g. enamel, or is covered with a glass fabric or mat, optionally after being deposited in the glass melting furnace with glass cullet. A combination of these measures may also be used. The self-supporting metal structure X does not require any special construction work or special stones of refractory ceramic lining when inserted into the glass melting furnace. The solution of the protective metal structure X according to the invention results in that the enamel in the immediate vicinity of the protected part of the refractory ceramic lining is not flowing, which leads to the corrosion of the refractory material of the ceramic lining. Further retardation of the lining corrosion occurs by reducing its temperature when using multiple layers of metal sheets, whereby, for example, using a single molybdenum sheet, the temperature of the protected ceramic lining can be reduced by up to about 27 K. The protective metal structure X is suitable for protecting refractory ceramic lining. of glass melting furnaces, particularly in the melting of high melting glass with high melting temperature, at high glass flow rates around the linings walls and in melting korozivnieh glass. These conditions often occur with all-electric glass melting furnaces. OBJECT OF THE INVENTION

A glass melting furnace consisting of a refractory ceramic lining whose high temperatures and flowing enamel at least one portion has been placed in the enamel completely immersed in the corrugated glass in the immediate vicinity of its enamel surface, preventing the protective metal wall of the refractory metal, for example molybdenum, characterized in that the metal wall is made of beams (2), in particular tubes, rods, profiles and sub-bases, rigidly connected and forming a structure (1) which is self-supporting and supported on the furnace bottom (4).

2. Glass melting furnace according to claim 1, characterized in that the metal structure (1), in addition to the beams (2), further comprises at least one metal sheet (6) made of heavy metal, fixedly connected to at least two beams (2). ).

3. Glass melting furnace according to claim 2, characterized in that the metal sheets (6), preferably 1 to 5 mm thick, are arranged parallel to one another, the distance between the two sheets (6) being 0.1 to 2 mm and the space between with them is filled with a full glass. 4 EN 269 729 B1

4. Glass melting furnace according to claim 2, characterized in that the space between the last metal sheet (6) and the facing protected part of the refractory ceramic liner is filled with an impermeable glass. 3 drawings