DE2151896A1 - Rotating glass melting furnace - Google Patents
Rotating glass melting furnaceInfo
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- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/14—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in revolving cylindrical furnaces
Description
Anmelder;Applicant;
VEB Kombinat Technisches Glas Ilmenau D D B - 6? I 1 m e η a u / Bezirk Suhl Karl ·- liiebknecht - Str« 25VEB Kombinat Technisches Glas Ilmenau DDB - 6? I 1 me η au / District Suhl Karl · - liiebknecht - Str «25
Die Erfindung betrifft einen rotierenden Glasschmelzofen, vorzugsweise für die Schmelze von Glasgemengen, Schlacken und Gesteinen, die nach dem Erkalten eine glasige oder teilweise glasige Struktur aufweisen·The invention relates to a rotating glass melting furnace, preferably for the melting of glass batches, slag and rocks that are after have a glassy or partially glassy structure after cooling
Allgemein bekannt sind Glasschmelzöfen mit Auskleidungen aus festem keramischen oder schmelzgegossenem Feuerfestmaterial verschiedener Zusammensetzung· Dieses Feuerfestmaterial ist in seiner chemischen und mineralogischen Zusammensetzung auf die mit ihm in Kontakt befindliche Glasschmelze abgestimmt» wird aber trotzdem während der Betriebszeit des Ofens mehr oder weniger durch die Glasschmelze angegriffen und auf« gelöst« Weiterhin sind Graphitauskleidungen für Glasschmelzöfen insbesondere zum Schmelzen von Kieselglas und Kieselgut bei hohen Temperaturen bekannt·1 Für die Schmelze von Spezialgläsern,' die besondere Anforderungen an die Reinheit und Gleichmäßigkeit der Zusammensetzung erfüllen müssen, sind mit Edelmetallen, vorzugsweise mit Platinlegierungen ausgekleidete Schmelzöfen bereits bekannt. Außerdem werden Schmelzöfen mit festen metallischen Auskleidungen angewendet^ die durch Wasser oder andere Medien gekühlt werden, daß sich an der mit der Glasschmelze in Kontakt befindlichen Fläche eine Glasschicht bildet," die das Metall vor Korrosion schützt«Generally known are glass melting furnaces with linings made of solid ceramic or melt-cast refractory material of various compositions "solved" Furthermore, graphite linings for glass melting furnaces, in particular for melting of silica glass and fused silica at high temperatures known · 1 'must meet for the melt of special glasses, special demands on the purity and uniformity of composition, are precious metals, preferably lined with platinum alloys Melting furnaces already known. In addition, melting furnaces with solid metallic linings are used which are cooled by water or other media so that a layer of glass "protects the metal from corrosion" is formed on the surface in contact with the molten glass.
Diese genannten Arten der Auskleidung finden sowohl bei Tiegel- und Hafenschmelzöfen, Schmelzwannen, Wirbelschioht- und Zyklonschmelzöfen als auch bei rotierenden Öfen für die Herstellung von Silikatschmelzen Anwendung«These mentioned types of lining are found in crucible and port melting furnaces, melting tanks, vortex furnace and cyclone melting furnaces also used in rotating furnaces for the production of silicate melts «
Die bekannten Glasschmelzöfen haben den Nachteilj daß das geschmolzene Schmelzgut an ihre^Auskleidungen haftet und nicht reibungsfrei über Schmelzfläche gleitet» Bei kontinuierlichen Schmelzverfahren ist deshalb die Verweilzeit des an der Auskleidung anhaftenden TeJ1Ie des Schmelzflusses im Schmelzaggregat höher als die der übrigen Teile.The known glass melting furnaces have Nachteilj that molten melt material is adhered to their ^ linings and not smoothly slides over the melt surface "With continuous melting method, therefore, the residence time of adhering to the liner tej 1 Ie of the melt flow in the melting unit higher than that of other parts.
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Ein definierter gleichmäßiger Massendurchfluß dies Sohmelsgutes durch den Schmelzofen tem nicht erzielt werden.1 Durch die lange Verweilzeit von Teilen des Schmelzgutes im Ofen und die Korrosion der keramischen und schmelzgegossenen Auskleidungen weicht im anhaftenden Teil des Schmelzgutes die chemische Zusammensetzung von dessen Übriger Hasse ab. Bei wechselnden Strömungsverhältnissen und tibergang der anhaftenden Teile in die Übrige Masse des Schmelzgutes führt diese Erscheinung zu störenden Inhomogenitäten bei der Herstellung von hochwertigen Gläsern und Vitrokeramen· Bei intensiven Schmelsverfahren, z,B. hei der Dünnschichtschmelze i Zyklonofenschmelze, Drehrohrofen·- und Zentrifugalofenschmelze, treten durch die hohen Relativgeschwindigkeiten zwischen Aus— * kleidungen und hocherhitztem Schmelzfluß starke und ungleichmäßige Auswaschungen der Auskleidung auf,* die die Glasqualität herabsetzen und geringe Ofenlaufzeiten verursachen, die die Wirtschaftlichkeit dieser Verfahren in Frage stellen·A defined uniform mass flow of this Sohmelsgutes through the melting furnace system cannot be achieved. 1 Due to the long dwell time of parts of the melting material in the furnace and the corrosion of the ceramic and melt-cast linings, the chemical composition of the adhering part of the melting material differs from the rest of the material. With changing flow conditions and transition of the adhering parts into the rest of the mass of the melting material, this phenomenon leads to disruptive inhomogeneities in the production of high-quality glasses and vitroceramics. In thin-film smelting, cyclone furnace smelting, rotary kiln and centrifugal furnace smelting, the high relative speeds between the linings and the highly heated melt flow result in strong and uneven washing of the linings, which reduce the quality of the glass and cause short furnace runtimes, which put the economic viability of these processes into question place·
Graphitauskleidungen zeigen wohl besseres GleitverhaltenJ'' nutzen sich jedoch schnell ab $ und verunreinigen die Glasmasse· Die sehr teuren mit Platinlegierungen ausgekleideten Glasschmelzöfen sind relativ korrosionsfest, verhindern aber nicht vollständig das Anhaften von Teilen des Schmelzflusses an der Wandung, Glasschmelzöfen mit wassergekühlten Metallauskleidungen haben den Nachteil starker Energieverluste durch Wärmeableitung«Graphite linings probably show better sliding behaviorJ '' use themselves however quickly from $ and contaminate the glass mass · The very expensive ones with Glass melting furnaces lined with platinum alloys are relatively resistant to corrosion, but do not completely prevent parts of the furnace from sticking Melt flow on the wall, glass melting furnaces with water-cooled metal linings have the disadvantage of high energy losses through heat dissipation «
Zweck der Erfindung ist es, rotierende Glasschmelzöfen zu schaffen, die ) vorzugsweise für die Herstellung von Schmelzflüssen aus Glasgemengen, Schlacken und Gesteinen dienen und durch Beseitigung der beschriebenen Mängel des Standes der Technik die Verwirklichung hochintensiver Dünnschicht-, Rotations- und Zyklonschmelzverfahren gewährleisten·The purpose of the invention is to provide rotating glass melting furnaces which ) preferably for the production of melt fluxes from glass batches, Slags and rocks are used and by eliminating the described Deficiencies in the state of the art ensure the implementation of high-intensity thin-film, rotary and cyclone melting processes
Der Erfindung lieft 4ie Aufgabe zugrunde, Glasschmelzöfen mit Auskleidungen asu schaffen, an denen das Schmelzgut nicht haftet und auf denen dieses praktisch reibungsfrei in beliebig dicke« Schicht durch den Schmelzofen oder tint Zone desselben geführt werden kann«The invention is based on the object of creating glass melting furnaces with linings to which the melting material does not adhere and to which this practically frictionless in a layer of any thickness through the Melting furnace or tint zone of the same can be run «
wird die Auf gab«! durch Schmelzöfen mit einerwill give up «! through melting furnaces with a
zenen Metallschicht gelöst, die spezifisch schwerer als das Schmelzgut ist, sich infolge der Rotation ringförmig an die Innenwand des feuerfesten Mantels des Schmelzofens oder dessen fester Metallwandung anlegt, durch die Zentrifugalkraft im Gleichgewicht gehalten wird und selbst einen rotationssymmetrischen Hohlraum ausbildet, der als Schmelzfläche dient.zenen metal layer dissolved, which is specifically heavier than the melting material is, as a result of the rotation, rests in a ring against the inner wall of the refractory shell of the melting furnace or its solid metal wall, is kept in equilibrium by centrifugal force and itself forms a rotationally symmetrical cavity, which acts as a melting surface serves.
Selbstverständlich kann die geschmolzene Metallschicht die Poren und Spalten des feuerfesten Mantels auch durchdringen und als eine diesen umgebende feste Metallwandung zur Abgrenzung der geschmolzenen Metallschicht dienen·Of course, the molten metal layer can include the pores and Also penetrate gaps in the refractory shell and serve as a solid metal wall surrounding it to delimit the molten metal layer
Die Rotation der gesohmolzenen Metallschicht kann sowohl um eine horizontale als auch um eine vertikale oder geneigte Achse erfolgen· Bei horizontaler Rotationsachse wird ein zylindrischer Hohlraum ausgebildet· Bei Rotation um eine vertikale Achse bildet sich ein Hohlraum mit der Form eines drehzahlabhängigen Rotationsparaboloiden· Dabei kann je nach Durchmesser und Drehzahl der gesohmolzenen Metallschicht ein flacher, schüsseiförmiger oder ein fast zylinderförmiger Hohlraum als Schmelzfläche ausgenutzt werden«The rotation of the molten metal layer can be around a horizontal as well as around a vertical or inclined axis · At horizontal axis of rotation a cylindrical cavity is formed When rotating around a vertical axis, a cavity is formed with the shape of a speed-dependent paraboloid of revolution Depending on the diameter and speed of the molten metal layer, it can be flat, bowl-shaped or almost cylindrical Cavity can be used as a melting surface " Die Erfindung beinhaltet ebenfalls Glassohmelzöfen, in denen die rotierende geschmolzene Metallschicht durch ringförmige Dämme teilweise oder vollständig unterteilt oder im Querschnitt vermindert ist· Durch diese Dämme wird die Wärmeleitung der geschmolzenen Metallschicht in Richtung der Rotationsachse vermindert und die Bildung von Temperaturzonen erleichtert· Durch die Unterteilung entstehen mehrere hintereinander geschaltete rotierende Metallschichten, die bei vollständiger Trennung unterschiedliche Zusammensetzung oder unterschiedliches elektrisches Potential aufweisen können. Es ist somit möglich, die geschmolzenen Metallschichten als großflächige Elektroden auszunutzen und durch eine elektrisch leitende Verbindung mit einer regelbaren elektrischen Stromquelle einen definierten Gleich-und/oder Wechselstromdurchfluß durch das Schmelzgut im Bereich der ringförmigen Dämme zu er» zeugen· Auf diese Weise wird im Bereich der ringförmigen Dämme in der Schmelzgutschicht eine Erhitzungszone geschaffen^ die zur läuterung ausgenutzt werden kann« Außerdem 1st zusätzlich zwischen den gesohmolzenen Metallschichten und dem Schmelzgut ein durch den Potentialunterschied und den Stromdurchgang gesteuerter Stoffaustausch im rotierenden OfenThe invention also includes glass melting furnaces in which the rotating molten metal layer is partially supported by annular dams or completely subdivided or reduced in cross-section · Through these dams the heat conduction of the molten metal layer in Direction of the axis of rotation is reduced and the formation of temperature zones is facilitated Separation may have different compositions or different electrical potentials. It is thus possible to use the molten metal layers as large-area electrodes and a defined direct and / or alternating current flow through the molten material in the area of the annular dams can be achieved by means of an electrically conductive connection with a controllable electrical power source. In this way, a heating zone is created in the area of the ring-shaped dams in the layer of molten material, which can be used for refining Metal layers and the melt material due to the potential difference and the passage of current controlled mass transfer in the rotating furnace
möglich, z.B. zur Färbung dee Schmelzgutes oder gesteuerten Einführung von Metallionen geringer Konzentration in Spezialgläser. Die Ausnutzung der rotierenden geschmolzenen Metallschicht als Elektrode kann auch in Verbindung mit einer im Bereich der Entnahmevorrichtung für das Schmelzgut in dieses eintauchenden Gegenelektrode erfolgen.possible, e.g. for coloring the melt material or controlled introduction of metal ions in low concentration in special glasses. The use of the rotating molten metal layer as an electrode can also be used in Connection to a counter-electrode immersed in the area of the removal device for the melt material.
Ein weiterer erfindungsgemäßer rotierender Glasschmolzofen ist gekennzeichnet durch mindestens je einen periodisch oder kontinuierlich arbeitenden Zulauf und Ablauf für das geschmolzene Metall. Diese Einrichtungen sind erforderlich, wenn die geschmolzene Metallschicht zur Reinigung von oxidischen Verunreinigungen^ zur Regenerierung der Zusammensetzung insbesondere zum Zusetzen von Legierungsbestandteilen, die bevorzugt in das Schmelzgut übergehen sollen» und zum Erneuern durch entsprechende Einrichtungen umgewälzt werden muß«Another rotating glass melting furnace according to the invention is characterized by at least one periodically or continuously operating inlet and outlet for the molten metal. These devices are necessary if the molten metal layer for cleaning of oxidic impurities ^ for the regeneration of the composition, in particular for the addition of alloy constituents, which should preferably pass into the melting material "and must be circulated by appropriate devices for renewal" Zweckmäßigerweise tauchen Zu- und Ablauf im Bereich von Ringsammlern in die geschmolzene Metallschicht ein« Diese Ringsammler sind durch mit Durchflüssen für das flüssige Metall versehene ringförmige Blenden vom Schmelzgut abgegrenzt·Appropriately, the inflow and outflow are immersed in the area of ring collectors the molten metal layer. These ring collectors are protected by ring-shaped diaphragms provided with throughflows for the liquid metal Melting material delimited
Im Bereich der Ringsammler wird die geschmolzene Metallschicht durch Schutzgas und/oder auf ihr schwimmende Schutzschichten aus geschmolzenen Salzen und/oder Metalloxiden oder Graphitpulver vor Oxydation geschützt. Die geschmolzenen Metallschichten, soweit sie nicht aus Edelmetallen bestehen» müssen vollständig von der Ofenatmosphäre abgeschlossen werden. Im Bereich der Schmelzfläche erfolgt das zuverlässig durch das Schmelzgut, das auoh im Bereich der Gemengeaufgabe infolge der guten Wärmeleitung des Metalls an der Kontaktfläche mit der geschmolzenen Metallschicht schmelzflüssig vorliegt. Selbstverständlich kann der Zulauf des geschmolzenen Metalls auch direkt durch die Schicht des Schmelzgutes und der Ablauf durch überlaufen über die Blenden des Schmelzofens erfolgen. Im allgemeinen wird die Rotation der geschmolzenen Metallschicht durch Rotation des Mantels des Schmelzofens aufrechterhalten. Es ist jedoch möglich, in einem ruhenden Sohmelzofenmantel die geschmolzene Metallschicht durch Wirkung eines elektromagnetischen Drehfeldes, das durch einen um den Schmelzofenmantel angeordneten gekühlten Stator erzeugt wird? oder eines mechanisch angetriebenen, in die geschmolzene Metallschicht eintauchenden Rührers rotieren zu lassen· Diese Möglichkeiten kommen vorzugsweise bei vertikaler Rotationsachse in Betracht und er—The molten metal layer penetrates in the area of the ring collector Protective gas and / or protective layers floating on it made of molten salts and / or metal oxides or graphite powder are protected from oxidation. The molten metal layers, insofar as they are not made of precious metals, must be completely sealed off from the furnace atmosphere. In the area of the melting surface, this is done reliably by the melted material, which also occurs in the area of the batch feed due to the good heat conduction of the metal at the contact surface with the molten metal layer is molten. Of course, the molten metal can also be fed directly through the layer of molten material and the process is carried out by overflowing over the panels of the melting furnace. In general, the rotation of the molten metal layer is maintained by rotating the shell of the melting furnace. However, it is possible to remove the molten metal layer in a stationary Sohmmelzofenmantel through the action of an electromagnetic rotating field that is generated by a cooled stator arranged around the furnace shell is produced? or a mechanically driven stirrer immersed in the molten metal layer to rotate · These possibilities are preferred for a vertical axis of rotation and
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möglichen den Zulauf und Ablauf der geschmolzenen Metallschicht durch direkt an den Ofenmantel angeschlossene Rohrleitungen·possible the inflow and outflow of the molten metal layer Pipelines connected directly to the furnace shell
Der erfindungsgemäße Glasschmelzofen ist gekennzeichnet durch die Auskleidung mit einer rotierenden Metallschmelze vorzugsweise aus der Gruppe der Metalle Sn, Fb1 Sb1 Cu, Ag, Au, Al9 Fe, Co, Ni und deren Legierungen untereinander oder mit anderen Metallen, die bevorzugt in den Schmelzfluß des Schmelzgutes übergehen sollen« Die geschmolzene Metallschicht kann entsprechend ihrer Zusammensetzung gegenüber dem Schmelz·« gut sowohl sehr resistent sein und dieses nur unwesentlich durch Stoffaustausch in seiner Zusammensetzung verändern als auch in beträchtlichem Maße in das Schmelzgut übergehen und eine gewünschte Eigenschafts-· veränderung in diesem hervorrufen·The glass melting furnace according to the invention is characterized by the lining with a rotating metal melt, preferably from the group of metals Sn, Fb 1 Sb 1 Cu, Ag, Au, Al 9 Fe, Co, Ni and their alloys with one another or with other metals, which are preferably in the The melted metal layer can, depending on its composition, be very resistant to the enamel and change its composition only insignificantly through the exchange of substances, and to a considerable extent it can also be transferred to the melt and a desired change in properties to cause this
Die Erfindung beinhaltet rotierende Schmelzöfen mit Beheizung durch Verbrennungswärme, Elektroenergie (direkte und indirekte Widerstandsbeheizung, Lichtbogen,' Induktion, Plasma) und Kombinationen dieser Beheizungsarten·The invention includes rotating melting furnaces with heating by combustion heat, electrical energy (direct and indirect resistance heating, electric arc, induction, plasma) and combinations of these types of heating
Die erfindungs gemäße Lösung hat den Vorteil," daß das Schmelzgut praktisch reibungsfrei auf der Schmelzfläche durch den rotierenden Schmelzofen oder eine Zone desselben gleitet,'1 ohne am feuerfesten Mantel zu haften und eine Korrosion desselben hervorzurufen· Dadurch ist es möglich? das Schmelzgut in dünner Schicht über die Schmelzfläche des Ofens zu führen. Eine intensive Dünnschichtschmelze kann bei Schichtdicken von mehreren Millimetern bis mehreren Zentimetern mit hohem Durchsatz und wärmetechnischem Wirkungsgrad des Schmelzaggregates verwirklicht werden· In Verbindung mit der Rotation wird durch die Dünnschichtschmelze die Läuterung des Schmelzgutes außerordentlich begünstigt· Die Erfindung ermöglicht den effektiven Einsatz verschiedener rotierender Glasschmelzöfen mit horizontaler und vertikaler Rotationsachse, deren Wirkprinzip aus dem Stand der Technik bereits bekannt ist«' die sich aber infolge des bisherigen hohen Verschleißes der feuerfesten Auskleidung in der Praxis nicht bewährten« In Vergleich zu den bekannten Wannenöfen ist in diesen rotierenden Schmelzöfen die auf den Ofenraum bezogene Schmelzfläche rund dreimal so groß und der thermische Wirkungsgrad entsprechend hoch· Die Aufgabe des Schmelzgutes auf eine rotierende Schmelzfläche und die Entnahme des Schmelzflusses von derInventive art solution has, "that the melting slides the advantage of practically the same friction on the melt surface by the rotating furnace or a zone, '1 without causing to adhere to the same corrosion on the refractory shell · makes it possible? The melt in a thin An intensive thin-layer melt can be realized with layer thicknesses of several millimeters to several centimeters with a high throughput and thermal efficiency of the melting unit · In connection with the rotation, the refining of the melt material is extremely favored by the thin-film melt · The invention enables the effective use of various rotating glass melting furnaces with horizontal and vertical axes of rotation, the operating principle of which is already known from the prior art t proven «Compared to the known tank furnaces, the melting surface in relation to the furnace chamber is around three times as large and the thermal efficiency is correspondingly high
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rotierenden Schmelzfläche durch eine ruhende Entnahmevorrichtung bewirkt eine mehrmalige relative Verdrehung der Schmelzgutmasse und deren gute Homogenisierung. Der Effekt der reibungsarmen Gleitfähigkeit von Silikatschmelzflüssen auf der erfindungsgemäßen rotierenden geschmolzenen Metallauskleidung kann gezielt für die Homogenisierung ausgenutzt werdenj' indem die relative Verdrehung des Schmelzgutes durch eintauchende abbremsende oder gegensinnig rotierende Elemente erzeugt wird*1 Die erfindungsgemäßen Einrichtungen können somit bei Aufgabe schon geschmolzenen Schmelzgutes auch als spezielle Homogenisierungsund Läuterungseinrichtungen betrieben werden·'rotating melt surface by a stationary removal device causes a multiple relative rotation of the melt material and its good homogenization. The effect of the low-friction sliding of silicate melt streams to the inventive rotating molten metal lining may by the relative rotation of the molten material is produced by dipping decelerating or counter-rotating elements * 1 werdenj deliberately exploited for homogenization 'The devices of the invention may thus at task already molten hot melt material as special homogenization and refining devices are operated '' Die Erfindung ist außerdem für die bekannten hocheffektiven Wirbelschicht-* und Zyklonschmelzverfahren anwendbar und vermeidet den über-' mäßigen Verschleiß der feuerfesten Auskleidung der bisher bekannten Einrichtungen für diese Verfahren bzw·' den Wärmeverlust durch erforderliche intensive Kühlung des Ofenmantels· Da die geschmolzene Metallschicht zusammen mit dem Schmelzgut rotiert," stellt diese Variante eine günstige Kombination von Zyklon—, Dünnschicht- und Rotationsschmelzverfahren dar· Besonders vorteilhaft erweist sich die Erfindung für die Schmelze schwerschmelzbarer Gläser, wobei das disperse Sohmelzgut zusammen mit Sauerstoff durch den Brenner geführt und direkt mit heißer Flamme auf die Sohmelzflache aufgeschmolzen wird·The invention can also be used for the known, highly effective fluidized bed * and cyclone melting processes and avoids excessive wear and tear of the refractory lining of the previously known devices for these processes or the loss of heat due to the necessary intensive cooling of the furnace shell the melt rotates, "this variant represents a A favorable combination of cyclone, thin-film and rotary melting processes. The invention has proven to be particularly advantageous for the Melting difficult-to-melt glasses, whereby the dispersed molten molten material is passed through the burner together with oxygen and melted directly onto the molten molten surface with a hot flame.
Die rotierende, einen Hohlraum als Schmelzfläche für das Schmelzgut ausbildende geschmolzene Metallschicht hat weiterhin den Vorteil, daß durch ihre glatte Oberfläche die das Sohmelzgut durchdringende Strah-F lung zum großen Teil in das Innere des Schmelzofens reflektiert und eine Dünnschichtschmelze ohne übermäßige Wäraeverluste möglich wird· Große Bedeutung gewinnt dieser Vorteil bei der Anwendung von Wärmequellen mit hohem und kurzwelligem Strahlungsanteil, die vorzugsweise im Innern des durch die geschmolzene Metallschicht und das Schmelzgut gebildeten rotierenden Hohlraums angeordnet werden·The rotating molten metal layer, which forms a cavity as a melting surface for the material to be melted, has the further advantage that Due to its smooth surface, the radiation penetrating the molten rock is largely reflected into the interior of the melting furnace and a thin-film melt is possible without excessive heat losses This advantage is of great importance when using heat sources with a high and short-wave radiation component, which are preferably used in the Be arranged inside the rotating cavity formed by the molten metal layer and the molten material Die Erfindung ermöglicht in vielen Fällen den Ersatz von teuren Platinlegierungen insbesondere in Schmelzaggregaten für Spezialgläser und die wesentliche Erhöhung des thermischen Wirkungsgrades der Schmelzanlagen.In many cases, the invention enables expensive platinum alloys to be replaced, in particular in melting units for special glasses and the substantial increase in the thermal efficiency of the melting plants.
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Metallauskleidung und deren Wirkung sollen nachstehend an drei Ausführungsbeinpielen näher erläutert werden·Metal lining and its effect are to be explained in more detail below using three exemplary leg games.
Die Ausführungsbeispiele dienen lediglich zur näheren Erläuterung der Erfindung/ die jedoch keineswegs auf die dargestellten Beispiele beschränkt ist« In den zugehörigen Zeichnungen zeigen im Schnitt:The exemplary embodiments serve only to explain in more detail Invention / which is in no way limited to the examples shown «The accompanying drawings show in section:
Fig· 1 : eine schmelzflussige Metallauskleidung in einem um eine horizontale Achse rotierenden nach dem Gegenstromprinzlp arbeitenden rohrförmigen Glasschmelzofen,Fig. 1: A molten metal lining in an around a horizontal axis rotating tubular glass melting furnace working according to the countercurrent principle,
Fig. 2 : eine schmelzflüssige Metallauskleidung in einem um eine vertikale Achse rotierenden Glasschmelzofen,2: a molten metal lining in a glass melting furnace rotating about a vertical axis,
um eine horizontale Achse rotierenden Zyklonofen mit direkter elektrischer Zusatzbeheizung·Cyclone furnace rotating around a horizontal axis with direct electrical auxiliary heating
Der in Fig. 1 gezeigte rohrförmige mit regelbarer Drehzahl rotierende Glasschmelzofen ist mit einem feuerfesten Mantel 6 aus gekleidet i" auf dem eine geschmolzene Metallschicht 2 aus Zinn den feuerfesten Mantel 6 durch die Rotation des gesamten Ofens innen ringförmig bedeckt und eineThe tubular variable speed rotating shown in Fig. 1 Glass melting furnace is lined with a refractory jacket 6 from i "on to which a molten metal layer 2 made of tin forms the refractory jacket 6 covered by the rotation of the entire furnace inside ring-shaped and one
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zylindrische Innenfläche bildend aufrechterhalten wird· An den Enden des Ofens 1st je eine mit Durchflüssen 9 versehene Blende 10 zur Abgrenzung der geschmolzenen Metallschicht 2 und des Schmelzgutes 1 angeordnet« deren Durchflüsse 9 eine Verbindung der geschmolzenen Metallschicht 2 mit den Ringsammlern 11 und mit dem als Rohrleitung ausgebildeten beheizba— ren Zulauf A und Ablauf 5 für die geschmolzene Metallschicht 2 gewährleisten. Der Ablauf 5 führt zu einer in Fig· 1 nicht dargestellten ReI-nigungs- und Regenerierungseinrichtung für die geschmolzene Metallschicht 2, von der aus der Zulauf 4 wieder zurück in den Schmelzofen führt· Die mengenmäßige Regelung von Zu-und Ablauf bestimmt die Dicke der geschmolzenen Metallschicht 2 im Ofen· Das schmelzflüssige Metall in den Ring* Sammlern 11 ist durch eine Oxydationsschutzschicht 7 aus einer eutektischen NaCl - KCl - Schmelze bedeckt, durch die in die Metallschmelze hindurchragend der Zulauf 4 und der Ablauf 5 angeordnet sind· An der einen Stirnseite des Ofens befinden sich der Rauchgasabzug 12 und die Gemengeeinbringevorrichtung 13 und an der anderen Seite mindestens ein Bren-Maintained cylindrical inner surface forming · At the ends of the A diaphragm 10 provided with passages 9 is arranged in each furnace to delimit the molten metal layer 2 and the molten material 1, the passages 9 of which connect the molten metal layer 2 with the ring collectors 11 and with the heatable Ren inlet A and outlet 5 for the molten metal layer 2 ensure. The sequence 5 leads to a cleaning and regeneration device, not shown in FIG. 1, for the molten metal layer 2, from which the inlet 4 leads back into the melting furnace · The Quantitative regulation of the inflow and outflow determines the thickness of the molten metal layer 2 in the furnace The molten metal in the ring * Collector 11 is covered by an anti-oxidation layer 7 made of a eutectic NaCl - KCl melt, through which into the metal melt the inlet 4 and the outlet 5 are arranged protruding through · The flue gas outlet 12 and the batch feed device 13 are located on one end of the furnace and at least one furnace is located on the other side.
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ner 14 und ein Abstreifer 15, die durch eine Wärmeisolationsblende 16 in den rotierenden Ofen vorzugsweise tangential hineinragen und axial verschiebbar angeordnet sind·ner 14 and a scraper 15, which through a thermal insulation panel 16 protrude tangentially into the rotating furnace and are axially displaceable
Das durch die mit Wasser gekühlte Gemengeeinbringvorrichtung 13 in den rotierenden Ofen geführte Schmelzgut 1, z.B. ein Gemenge für Glasseide, wird auf der geschmolzenen Metallschicht 2 in dünner Schicht geschmolzen und geläutert,' wobei durch die geringe Reibung zwischen Metall- und Glasschmelze das Gleiten des Schmelzgutes 1 in Ausflußrichtung praktisch nicht behindert wird· Ein Teil der geschmolzenen Schicht des Schmelzgutes 1 wird am Ausflußende durch den vorzugsweise aus einer Platinlegierung bestehenden Abstreifer 15 aufgefangen und durch dessen rinnen-oder rohrförmiges Ende den anschließenden Horaogenisierungs— und Formungsanlagen," die in Fig. 1 nicht dargestellt sind, zugeleitet. Die Anordnung mindestens eines Brenners 14 am Ausflußende und des Rauchgasabzuges 12 am entgegengesetzten Ende gewährleistet dea Gegenstrom voityerbrennungsgasen und Schmelzgut· Die Durchflußmengenregelung im Abstreifer 15 und in der Gemengeeinbringvorrichtung 13 bestimmt den Durchsatz des Schmelzofens und die Schichtdicke des Schmelzgutes 1.The batch introduction device 13 cooled with water in the Melting material 1 guided by a rotating furnace, e.g. a batch for glass fiber, is melted in a thin layer on the molten metal layer 2 and refined, 'whereby the sliding of the melting material 1 in the outflow direction due to the low friction between the metal and glass melt is practically not hindered · Part of the melted layer of the Melting material 1 is caught at the outflow end by the stripper 15, which is preferably made of a platinum alloy, and by its Channel-shaped or tubular end to the subsequent Horaogenisierungs- and Forming plants, "which are not shown in Fig. 1, supplied. The arrangement of at least one burner 14 at the outlet end and the flue gas outlet 12 at the opposite end ensures the countercurrent flow of combustion gases and melted material · The flow rate control in the scraper 15 and in the batch introduction device 13 determine the throughput of the melting furnace and the layer thickness of the material to be melted 1.
Der in Fig· 2 dargestellte um eine vertikale Achse rotierende Zentrifugalofen ist im Innern mit einer geschmolzenen Metallschicht 2 aus Eisen versehen« die auf Grund der vertikalen Rotationsachse eine drehzahlabhängige rotationsparaboloide Innenfläche ausbildet« In einer den Innenraum des Ofens nach oben abdeckenden und relativ zum Ofen axial verschiebbaren nicht rotierenden Wärmeisolationsblende 16 sind in den Innenraum des Ofens hindurchragend mindestens eine vorzugsweise mit Wasser gekühlte Gemengeeinbringevorrichtung 13, mindestens ein Brenner 14 und mindestens ein Rauchgasabzug 12 angeordnet. Im Zentrum weist der Ofen ein gegebenenfalls vertikal verstellbares, vorzugsweise aus einer Platinlegierung bestehendes Entnahmerohr 17 auf, das erforderlichenfalls durch eine Induktionsspule 18 beheizbar ist» Zwischen dem um das Entnahmerohr 17 angeordneten Stützlager 19 und derlnduktionsspule 18 befindet sich eine hitzeabschirmende ringförmige · Wasserkühlung 20, Am oberen Rand des schüsseiförmigen Ofens ist eine ringförmige Blende 21 zur Abgrenzung der geschmolzenen Metallschicht 2 und des Schmelzgutes 1 angeordnet·The centrifugal furnace shown in Fig. 2 rotating about a vertical axis Inside is provided with a molten metal layer 2 made of iron «which, due to the vertical axis of rotation, forms a rotational paraboloid inner surface which is dependent on the number of revolutions» In a covering the interior of the furnace upwards and relative to the Oven axially displaceable non-rotating thermal insulation screen 16 At least one batch introduction device 13, preferably at least one, preferably cooled with water, protrudes into the interior of the furnace Burner 14 and at least one flue gas outlet 12 are arranged. Downtown if the furnace has an optionally vertically adjustable extraction pipe 17, which is preferably made of a platinum alloy can be heated by an induction coil 18 »Between the support bearing 19 and arranged around the extraction tube 17 the induction coil 18 is a heat-shielding ring-shaped Water cooling 20, at the upper edge of the bowl-shaped furnace is an annular screen 21 for delimiting the molten metal layer 2 and the melting material 1 arranged
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Bei dor beschriebenen Einrichtung wird durch die tangentiale Brenneranordnung und den zentralen Rauchgasabzug eine rotierende Flamme gewährleistet* Die Aufgabe des Schmelzgutes erfolgt durch die Gemengeeinbringevorrichtung 13 an der Peripherie der durch die geschmolzene Metallschicht 2 gebildeten schüsseiförmigen Schmelzfläche« Das Schmelzgut 1, z.B. zerkleinertes Ausgangsmaterial für Gesteinsfasern, fließt über die geschmolzene Metallschicht nach innen, wird auf seinem Wege geschmolzen und geläutert und durch das Entnahmerohr 17 aus dem Schmelzofen in anschließende Weiterverarbeitungseinrichtungen geleitet» Durch die vertikale Verstellung des Entnahmerohrs 17 wird die Schichtdicke des Schmelzgutes 1 geregelt. Wird das Entnahmerohr 17 in Abänderung der in Fig.; 2 dargestellten Einrichtung nicht mit dem Ofen drehbar angeordnet/ so tritt im Zentrum der Schmelzfläche ein Abbremsen des Schmelzgutes 1t dessen relative Verdrehung und zusätzliche Homogenisierung ein. Ein gleicher Effekt wird erreicht durch Eintauchen eines abbremsenden Binges oder Plungers von oben in den zentralen Bereich des geschmolzenen Schmelzgutes 1.In the device described there, a rotating flame is ensured by the tangential burner arrangement and the central flue gas outlet. flows inwards over the molten metal layer, is melted and refined on its way and passed through the extraction pipe 17 from the melting furnace to subsequent processing facilities. If the extraction pipe 17 in the modification in Fig. 2 is not arranged rotatably with the furnace / so occurs in the center of the melting surface a braking of the melting material 1 t its relative rotation and additional homogenization. The same effect is achieved by dipping a decelerating bing or plunger from above into the central area of the molten material 1.
Die in Fig. 1 und Fig, 2 dargestellten Schmelzöfen können bei entsprechender Abänderung der Anordnung der Brenner 14 und des Rauchgasabzuges 12 mit umgekehrter Strömungsrichtung der Brenngase und ebenfalls mit zusätzlichen Beheizungsmitteln wie Lichtbogen, Plasma, elektrische Widerstandsbeheizung usw· oder nur mit diesen betrieben werden.The melting furnaces shown in Fig. 1 and Fig, 2 can with appropriate Modification of the arrangement of the burner 14 and the smoke outlet 12 with reverse flow direction of the fuel gases and also with additional heating means such as arc, plasma, electric Resistance heating etc. or can only be operated with these.
Bei dem in Fig. 3 gezeigten um eine horizontale Achse rotierenden rohrförmigen Ofen ist die geschmolzene Metallschicht 2 durch einen ringförmigen Damm 3 vollständig unterteilt.In the case of the tubular one shown in FIG. 3 rotating about a horizontal axis In the furnace, the molten metal layer 2 is completely divided by an annular dam 3.
Beide geschmolzenen Metallschichten sind über Schleifkontakte elektrisch
leitend mit einer regelbaren elektrischen Stromquelle 8 verbunden·
In einer axial gegenüber dem rotierenden Ofen verschiebbaren nicht rotierenden Wärmeisolationsblende 16 ist mindestens ein Spezialbrenner
für das kombinierte Einblasen von Brenngasen und dispersem Schmelzgut tangential in den Innenraum des Ofens hineinführend angeordnet·
An der entgegengesetzten Stirnseite des Ofens befindet sich der Rauchgasabzug 12 mit einem verschiebbaren tangential durch die ringförmige
Blende 21 in das geschmolzene Schmelzgut 1 hineinragenden Abstreifers
15.
Durch Anbringen einer speziellen Gemengeeinbringevorrichtung wird inBoth molten metal layers are connected in an electrically conductive manner to a controllable electrical power source 8 via sliding contacts.In a non-rotating thermal insulation screen 16 that is axially displaceable with respect to the rotating furnace, at least one special burner for the combined injection of fuel gases and dispersed melt material is arranged tangentially leading into the interior of the furnace. At the opposite end of the furnace there is the flue gas outlet 12 with a displaceable wiper 15 projecting tangentially through the annular diaphragm 21 into the melted material 1.
By attaching a special batch feeding device, in
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Spezialbrenner 22 oder kurz hinter dessen Mündung das Schmelzgut 1, z.B. ein Bleiglasgemenge, dispers in den Brenngasen verteilt· Die durch das tangential^ Einblasen der Brenngase und durch die Rotation des langen rohrförmigen Ofens unterstützte schnelle Rotation der Brenngase bewirkt eine Abscheidung der im Gasstrom vorerhitzten Schnielzgutpartikel auf der Innenfläche der in Sichtung des Stoff fluss es vor dem ringförmigen Damm 3 liegenden Schmelzzone 23. Auf der geschmolzenen Metallschicht 2, die z.B. aus Blei besteht, werden in dünner Schicht die Schmelzgutpartikel vollständig eingeschlossen·' über den ringförmigen Damm 3 fließt das Schmelzgut in die Homogenisierungszone 24, in der sich das Schmelzgut in dicker Schicht ebenfallsSpecial burner 22 or shortly after its mouth the melt material 1, E.g. a batch of lead glass, dispersed in the fuel gases. The result of the tangential ^ blowing in of the fuel gases and the rotation The rapid rotation of the combustion gases, supported by the long tubular furnace, causes a separation of the Schnielzgutpartikel preheated in the gas flow on the inner surface of the sight of the fabric it flows before the annular dam 3 lying melting zone 23. On the melted Metal layer 2, e.g. made of lead, completely encapsulates the melting material particles in a thin layer. The melted material flows via the annular dam 3 into the homogenization zone 24, in which the melting material is also in a thick layer
fc auf einer geschmolzenen Metallschicht 2 befindet«' Durch Anlegen einer geregelten elektrischen Stromquelle 8 über Schleifringe an die als Elektroden dienenden geschmolzenen Metallschichten 2 wird das in dünner Schicht über den ringförmigen Damm 3 laufende Schmelzgut 1 bei Wechselstromdur chf IuQ direkt elektrisch erhitzt und in diesem Bereich eine Muterzone 25 geschaffen. Durch den Abstreifer 15 oder eine andere geeignete Vorrichtung wird im Bereich der Blende 21 das Sohmelzgut 1 zur weiteren Verarbeitung in regelbarer Menge entnommen· Zum Beispiel beträgt la der 3 m langen Schmelzzone der Innendurchmesser der geschmolzenen Metallschicht OJ5 m und in der 1 m längen Homogenisiörungszone 0,6 m, die Schichtdicke der Metallauskleidung 0,03 η und des Schmelzgutes in der Sohnelzzone ca» 0,t>2 m sowie die Drehzahl des Ofens 450 Umdrehungen/Min«· Das Anfahren des Glasschmelzofens erfolgt im kalten Zustand mit Metall«·fc is on a molten metal layer 2 "'By applying a regulated electrical power source 8 via slip rings to the as Molten metal layers 2 serving electrodes, the melt material 1 running in a thin layer over the annular dam 3 becomes the melt material 1 with alternating current chf IuQ is directly heated electrically and a mother zone 25 is created in this area. By the scraper 15 or another suitable one In the area of the screen 21, the soil 1 is removed from the device in a controllable amount for further processing · For example la of the 3 m long melting zone is the inside diameter of the molten metal layer OJ5 m and in the 1 m long homogenization zone 0.6 m, the Layer thickness of the metal lining 0.03 η and the melt material in the Sonelzzone ca »0, t> 2 m as well as the speed of the furnace 450 revolutions / min« · The start-up of the glass melting furnace takes place in the cold state with metal «·
P granulat, das sich leicht an den Mantel 6 des Ofens innen durch Potation anlegt» Beim Aufheizen wird zuerst eitf leicht schmelzbare Glasfritte oder ein leicht schmelzbares Salz als Oxydationsschutzschicht auf die Metallschicht 2 aufgebracht und nach dem Erreichen der Betriebstemperatur auf die eigentliche Gemengezusammensetzung übergegangen.P granulate, which can easily be attached to the jacket 6 of the furnace inside by potation lays on »When heating up, an easily meltable glass frit is first used or an easily fusible salt as an anti-oxidation layer on the Metal layer 2 applied and changed over to the actual mixture composition after reaching the operating temperature.
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Claims (8)
elektrische Gleich— und/oder Wechselstromquelle (8).7. Rotating glass melting furnace according to claim 1 to 6, characterized by at least one with the / the molten metal layers or metal layer (2) electrically conductively connected, controllable
electrical direct and / or alternating current source (8).
spezifisch schwerer als das Schnelzgut (1) ist.8. Rotating glass melting furnace according to claim 1 to 71 characterized by a rotating molten metal layer (2) preferably from the group of metals Sn, Pb, Cu, Ag, Au, Al, Fe, Co, Hi and their alloys with one another or with other metals, slide
is specifically heavier than the Schnelzgut (1).
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0019645A1 (en) * | 1979-05-26 | 1980-12-10 | Sorg GmbH & Co. KG | Electrically heated melting furnace for corrosive mineral matter with a sharp viscosity curve |
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Families Citing this family (2)
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1971
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- 1971-10-20 SU SU1707153A patent/SU534421A1/en active
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| DE19548027C2 (en) * | 1995-12-21 | 1999-04-01 | Bayer Ag | Electric resistance melting furnace |
| US6014402A (en) * | 1995-12-21 | 2000-01-11 | Bayer Aktiengesellschaft | Electric resistance melting furnace |
| CN1128765C (en) * | 1995-12-21 | 2003-11-26 | 拜尔公开股份有限公司 | Resistance melting furnace |
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