DE69826327T2 - Verfahren für das schmelzen von glas mittels in der decke eingebauter sauerstoff-brennstoff brenner - Google Patents

Verfahren für das schmelzen von glas mittels in der decke eingebauter sauerstoff-brennstoff brenner Download PDF

Info

Publication number
DE69826327T2
DE69826327T2 DE69826327T DE69826327T DE69826327T2 DE 69826327 T2 DE69826327 T2 DE 69826327T2 DE 69826327 T DE69826327 T DE 69826327T DE 69826327 T DE69826327 T DE 69826327T DE 69826327 T2 DE69826327 T2 DE 69826327T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
oxygen
fuel
glass
burner
forming material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Revoked
Application number
DE69826327T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69826327D1 (de
Inventor
R. John LEBLANC
M. Rifat ALCHALABI
J. David Baker
P. Harry ADAMS
K. James HAYWARD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Owens Corning
Messer LLC
Original Assignee
Owens Corning
BOC Group Inc
Owens Corning Fiberglas Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=25537945&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE69826327(T2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Owens Corning, BOC Group Inc, Owens Corning Fiberglas Corp filed Critical Owens Corning
Application granted granted Critical
Publication of DE69826327D1 publication Critical patent/DE69826327D1/de
Publication of DE69826327T2 publication Critical patent/DE69826327T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Revoked legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/18—Stirring devices; Homogenisation
    • C03B5/193—Stirring devices; Homogenisation using gas, e.g. bubblers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/04—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in tank furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/225—Refining
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/235—Heating the glass
    • C03B5/2353—Heating the glass by combustion with pure oxygen or oxygen-enriched air, e.g. using oxy-fuel burners or oxygen lances
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C5/00—Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
    • F23C5/02—Structural details of mounting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
    • F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/32—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid using a mixture of gaseous fuel and pure oxygen or oxygen-enriched air
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2211/00—Heating processes for glass melting in glass melting furnaces
    • C03B2211/40—Heating processes for glass melting in glass melting furnaces using oxy-fuel burners
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2211/00—Heating processes for glass melting in glass melting furnaces
    • C03B2211/40—Heating processes for glass melting in glass melting furnaces using oxy-fuel burners
    • C03B2211/60—Heating processes for glass melting in glass melting furnaces using oxy-fuel burners oxy-fuel burner construction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping

Description

  • Diese Erfindung betrifft einen Glasschmelzprozess unter Verwendung mindestens eines Sauerstoff-Brennstoff-Brenners in der Decke des Glasschmelzofens zum Schmelzen des rohglasbildenden Materials, das auch als Gemenge bekannt ist. Genauer gesagt betrifft diese Erfindung einen Glasschmelzprozess unter Verwendung mindestens eines Sauerstoff-Brennstoff-Brenners in der Decke des Glasschmelzofens zum Schmelzen von rohglasbildendem Material ohne den Einsatz von Wärmespeichern und Wärmeaustauschern, um die Schmelzrate und die Qualität der Glasprodukte zu verbessern.
  • Wärme speichernde oder Wärme zurückgewinnende Öfen, welche Schmelz- und Läuterungszonen aufweisen, werden in großem Umfange zur Herstellung von Glas eingesetzt. Die Wärme speichernden oder Wärme zurückgewinnenden Öfen verwenden, anders als andere Ofentypen, mindestens einen Wärmespeicher oder einen Wärmeaustauscher beim Betrieb von Luft-Brennstoff-Brennern. Mindestens ein Wärmespeicher oder Wärmeaustauscher, der in vielen unterschiedlichen Formen und Größen vorkommen kann, dient dazu, die in den Luft-Brennstoff-Brennern verwendete Luft vorzuwärmen. Im Wärmespeicher geschieht das Vorwärmen im Allgemeinen durch Übertragung in dem vorhandenen Abgas aus einer Schmelzkammer auf Feuerfeststeine, die schachbrettförmig gestapelt sind. Die Steine geben ihrerseits ihre Wärme an die eintretende Luft ab, die zur Verbrennung des Brennstoffs verwendet wird. Gewöhnlich kann der Wärmespeicher im Allgemeinen aus doppelwandigen Rohren bestehen, in denen das aus der Schmelzkammer austretende Gas im Mittelrohr in Gegenrichtung oder in gleicher Richtung mit der Luft strömt, die den Außenring durchströmt. Das Leistungsvermögen des Wärmespeichers oder Wärmeaustauschers kann jedoch mit der Zeit abnehmen, weil der Wärmespeicher oder Wärmeaustauscher teilweise zugesetzt oder zerstört werden kann, wenn er über einen langen Zeitraum dem Abgas ausgesetzt ist, das chemische Schadstoffe enthält. Der teilweise zugesetzte oder zerstörte Wärmespeicher oder Wärmeaustauscher beeinflusst das Leistungsvermögen von Luft-Kraftstoff-Brennern negativ, wodurch die Produktionsrate und der Nutzungsgrad des Brennstoffs abnehmen.
  • Es wurde deshalb erkannt, dass in einer Anzahl von Öfen Sauerstoff-Brennstoff-Brenner zu verwenden sind, um die Luft-Brennstoff-Brenner zu ergänzen oder gänzlich zu ersetzen. Die Sauerstoff-Brennstoff-Brenner wurden konzipiert, dass sie eine Flamme und eine Wärmeübertragung erzeugen, die ähnlich der von herkömmlichen Luft-Brennstoff-Brennern ist. Insbesondere werden die Sauerstoff-Brennstoff-Brenner konzipiert, parallel oder weitgehend parallel zur Oberfläche des Glases zu feuern. Diese Brenner heizen ebenso nach oben in die Ofenkrone und an die umgebenden feuerfesten Wände wie auf die Oberfläche des Glases. Die Wärmeübertragung wird durch direkte Einstrahlung von der Flamme und durch Rückstrahlung vom feuerfesten Überbau des Glasofens erreicht. Ein wenig Wärme wird dem Glas durch Konvektion oder Leitung übertragen. Die Kapazität des Glasofens ist durch die höchste Feuerbeständigkeitstemperatur in der Schmelzkammer beschränkt. Demzufolge war das Risiko, das mit der hohen Temperatur der Brenner und der Überhitzung der feuerfesten Decke sowie der Wände des Ofens verbunden ist, ein Problem beim Einsatz von Sauerstoff-Brennstoff-Brennern. Beispiele für Öfen, die weitgehend parallel zur Glasoberfläche feuernde Sauerstoff-Brennstoff-Brenner verwenden, werden in den US-Patentschriften 4,531,960 und 5,500,300 beschrieben.
  • Die vorliegende Erfindung nutzt die höhere Flammentemperatur und die geringere Massendurchflussrate, die mit einer Sauerstoff-Brennstoff-Verbrennung erreichbar ist, um die Wärmeübertragung in das Glas hinein beträchtlich zu erhöhen, während die Feuerbeständigkeitstemperaturen innerhalb der Betriebsgrenzwerte gehalten werden. Das wird durch Einsatz von mindestens einem Sauerstoff-Brennstoff-Brenner erreicht, der eher senkrecht oder weitgehend senkrecht zur Glasoberfläche feuert als in der herkömmlichen Parallelkonfiguration. Dadurch dass die Brenner senkrecht zur Glasoberfläche feuern, werden die Konvektions- und Strahlungseigenschaften der Flamme stärker als bei einer alleinigen Strahlungswärmeübertragung genutzt, um Energie auf das rohglasbildende Material zu übertragen. Dementsprechend werden Leuchtkraft und Hochtemperaturbereich der Flamme in die nächste Nähe, wenn nicht in einen direkten Kontakt zu dem rohglasbildenden Material gebracht, um die Wärmeübertragung durch die Strahlung zu vergrößern. Da die Strahlung eine Exponentialfunktion des Abstandes von der Wärmequelle ist, ist in dem Glasschmelzofen gemäß vorliegender Erfindung die Wärmeübertragung durch Strahlung viel größer als in den herkömmlichen Öfen. Zusätzlich erhöht der Auftreffen der Hochtemperaturflamme auf das rohglasbildende Material wesentlich die Wärmeübertragung durch Konvektion in dem Bereich, wo die Flamme auftrifft. Folglich führt die vergrößerte Wärmeübertragungsrate auf das Glas und das Gemenge zu einem sehr bedeutenden Anwachsen der Schmelz- und Läuterungsrate des Glases. Außerdem wird die Schmelzkapazität des Glasofens ohne eine thermische Abnutzung der feuerfesten Wand erhöht, weil die Wärmeübertragung überwiegend von der auftreffenden Flamme höherer Temperatur unmittelbar und nicht von der feuerfesten Wand erfolgt.
  • Die Erfindung erreicht ihre vorteilhaften Ergebnisse durch Einsatz eines Sauerstoff-Brennstoff-Brenners, der eingerichtet ist, eine Steuerung der Geschwindigkeiten des Gasbrennstoffs und des Sauerstoffs aus dem Brenner zu ermöglichen, wodurch die Geschwindigkeiten im Wesentlichen gleichwertig sind, um eine durchgängig laminare Strömung des Gasbrennstoffs und des Sauerstoffs bereitzustellen für eine Verbrennung in der Nähe der Oberfläche des rohglasbildenden Materials. Das ist der Anordnung gegenüberzustellen, die in der US-Patentschrift 3,337,324 beschrieben ist, aus welcher Patentschrift die Anordnung von mindestens einem Sauerstoff-Brennstoff-Brenner zum Feuern senkrecht oder weitgehend senkrecht zur Oberfläche des rohglasbildenden Materials an sich bekannt ist.
  • Dementsprechend hat die Erfindung zum Ziel, die Schmelzkapazität eines Glasofens zu erhöhen, ohne die Gefahr einer Überhitzung der Decke und der Wände des Ofens zu vergrößern und eine bestimmte Glasproduktionsrate ohne den Einsatz von Wärmespeichern und Wärmeaustauschern aufrechtzuerhalten. Sie hat weiter zum Ziel, das Entstehen von NOx während des Glasschmelzens zu reduzieren, die für eine vorgegebene Kapazität benötigte Größe des Glasofens gegenüber einem herkömmlichen Luft-Brennstoff-Ofen oder einem herkömmlichen Sauerstoff-Brennstoff-Ofen zu verringern, die pro Tonne Glas geschmolzenen Glases erforderliche Gesamtenergie gegenüber herkömmlichen Luft-Brennstoff-Öfen herabzusetzen und eine bessere Ausnutzung der Kapazität sowie eine höhere Flexibilität beim Betrieb zu erreichen, so dass die Kapitalkosten des Schmelzofens pro Tonne erzeugten Glases verringert werden.
  • Entsprechend der Erfindung wird nun ein Verfahren zur Herstellung von Feinglas aus rohglasbildendem Material in einem innen feuerfesten Glasschmelzofen ohne Einsatz von Wärmespeichern oder Wärmeaustauschern bereitgestellt, wobei der Glasschmelzofen eine Decke aufweist, die durch Seitenwände mit einem Boden verbunden ist, zwischen denen ein langgestreckter Kanal festgelegt wird, der eine Schmelzzone und eine Stromab-Läuterungszone aufweist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
    Beschicken der Schmelzzone des Glasschmelzofens mit rohglasbildendem Material;
    Bereitstellen mindestens eines Sauerstoff-Brennstoff-Brenners, der in einem Brennerblock in der Decke des Glasschmelzofens eingelassen und so angeordnet ist, dass er senkrecht oder weitgehend senkrecht zur Oberfläche des rohglasbildenden Materials feuert, wobei der Sauerstoff-Brennstoff-Brenner eine innere zentrale zylindrische Gasbrennstoffzuleitung zum Bereitstellen des Gasbrennstoffs und eine äußere zylindrische Sauerstoffzuleitung aufweist, die für das Bereitstellen des Sauerstoffs konzentrisch zur zentralen Brennstoffzuleitung angeordnet ist; und
    Steuern der Geschwindigkeiten des Gasbrennstoffs und des Sauerstoffs aus dem Sauerstoff-Brennstoff-Brenner derart, dass die Geschwindigkeiten des Gasbrennstoffs und des Sauerstoffs im Wesentlichen gleichwertig sind, um eine durchgängig laminare Strömung des Gasbrennstoffs und eine durchgängig laminare Sauerstoffströmung für eine Verbrennung in der Nähe der oberen Fläche des rohglasbildenden Materials bereitzustellen und dadurch eine Flamme zu erzeugen, die auf die Oberfläche des rohglasbildenden Materials auftrifft und die einen Zentralbereich mit einer annähernd säulenförmigen Gestalt aufweist;
    Schmelzen des rohglasbildenden Materials in der Schmelzzone mit Hilfe der Flammenbedeckung vom Sauerstoff-Brennstoff-Brenner ohne Einsatz von Wärmespeichern und Wärmeaustauschern; und
    Herausziehen des verfeinerten Glases aus der Läuterungszone.
  • Die Erfindung wird unten ausführlicher nur in Form eines Beispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei
  • 1 eine Längs-Querschnittsansicht eines Glasschmelzofens ist, der für den Prozess gemäß vorliegender Erfindung eingesetzt wird;
  • 2 eine entlang der Geraden 2-2 genommene Draufsicht-Querschnittsansicht des Glasschmelzofens von 1 ist;
  • 3 eine entlang der Geraden 3-3 genommene Querschnittsansicht des Glasschmelzofens von 1 ist, die zwei Sauerstoff-Brennstoff-Brenner angrenzend an die Stromauf-Stirnwand des Ofens zeigt;
  • 4 eine entlang der Geraden 3-3 genommene alternative Querschnittsansicht des Glasschmelzofens von 1 ist, die einen Sauerstoff-Brennstoff-Brenner angrenzend an die Stromauf-Stirnwand des Ofens zeigt;
  • 5 eine Querschnittsansicht eines Sauerstoff-Brennstoff-Brenners und eine schematische Darstellung einer Brennerflamme aus einem Sauerstoff-Brennstoff-Brenner ist; und
  • 6 eine grafische Darstellung ist, die eine obere Arbeitskurve und eine untere Arbeitskurve für einen Sauerstoff-Brennstoff-Brenner zeigt, der gemäß vorliegender Erfindung verwendet wird.
  • Mit Bezug auf die Figuren ist dort ein Glasschmelzofen 10 zum Bereitstellen von geschmolzenem Glas für einen Glas-Vorofen 12 dargestellt, in dem das geschmolzene Glas weiter geläutert und nachfolgend einer oder mehreren Glasformungsmaschinen, wie z. B. Ablageeinheiten, Fasererzeugern und dergleichen, zugeführt wird (nicht dargestellt). Bei Betrachtung der Figuren ist zu berücksichtigen, dass aus Gründen der Übersichtlichkeit Konstruktionsdetails nicht dargestellt werden, in Anbetracht dessen, dass solche Details herkömmlich sind und zum Stand der Technik gehören, sobald die Erfindung offengelegt und erklärt ist.
  • Der Glasschmelzofen 10 enthält gewöhnlich einen langgestreckten Kanal, der eine Stromauf-Stirnwand 14 und eine Stromab-Stirnwand 16, Seitenwände 18, einen Boden 20 und eine Decke 22 aufweist, die alle aus geeigneten feuerfesten Materialien, wie z. B. Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Aluminium-Silizium-Oxid, Zirkonium, Zirkonium-Aluminium-Silizium-Oxid und dergleichen bestehen. Die Decke 22 ist durchgängig in einer Bogenform transversal zur Längsachse des Kanals dargestellt, die Decke kann jedoch eine nahezu beliebige geeignete Gestalt aufweisen. Die Decke 22 des Glasschmelzofens 10 ist zwischen 0,9 und 3,0 m (etwa 3–10 Fuß) über der Oberfläche des rohglasbildenden Materials angeordnet. Wie vom Stand der Technik her gut bekannt ist, kann der Glasschmelzofen 10 wahlweise einen oder mehrere Blasenerzeuger 24 und/oder elektrische Zusatzelektroden enthalten. Die Blasenerzeuger und/oder elektrischen Zusatzelektroden erhöhen die Temperatur der Glasmasse und verstärken die Zirkulation des geschmolzenen Glases unter der Gemengebedeckung.
  • Der Glasschmelzofen 10 enthält zwei aufeinander folgende Zonen, eine Schmelzzone 26 und eine Stromab-Läuterungszone 28. Die Schmelzzone 26 wird als die Stromauf-Zone des Glasschmelzofens 10 angesehen, in welcher der Ofen unter Verwendung einer Beschickungsvorrichtung 32 eines vom Stand der Technik her gut bekannten Typs mit dem rohglasbildenden Material 30 beschickt wird. Das rohglasbildende Material 30 kann ein Gemisch von Rohmaterialien sein, die gewöhnlich bei der Glasherstellung verwendet werden. Es ist verständlich, dass die Zusammensetzung des rohglasbildenden Materials 30 vom Typ des herzustellenden Glases abhängt. Normalerweise umfasst das Material unter anderem Siliziumoxid enthaltende Materialien, einschließlich fein gemahlenen Glasbruchs, der gewöhnlich als Glasscherben bezeichnet wird. Andere glasbildende Materialien, einschließlich von Feldspat, Kalkstein, Dolomit, Soda, Pottasche, Borax und Aluminiumoxid, können auch verwendet werden. Um die Eigenschaften des Glases zu verändern, kann auch eine kleinere Menge von Arsenik, Antimon, Sulfaten, Kohlenstoff und/oder Fluoriden hinzugefügt werden. Darüber hinaus können farbbildende Metalloxide hinzugefügt werden, um die gewünschte Farbe zu erhalten.
  • Das rohglasbildende Material 30 bildet eine Gemengeschicht von festen Partikeln auf der Oberfläche des geschmolzenen Glases in der Schmelzzone 26 des Glasschmelzofens 10. Die schwimmenden festen Gemengepartikel aus rohglasbildendem Material 30 werden hauptsächlich durch mindestens einen Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 geschmolzen, der eine gesteuerte Form und Länge der auftreffenden Flamme aufweist und der in der Decke 22 des Glasschmelzofens 10 angebracht ist. Es wird eingeschätzt, dass festgestellt wurde, dass der Einbau von mindestens einem Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 in der Decke 22 des Glasschmelzofens 10 über dem glasbildenden Material 30. gemäß vorliegender Erfindung die Schmelzrate des festen rohglasbildenden Materials erhöht und gleichzeitig die Betriebstemperatur des umgebenden Feuerfestmaterials innerhalb akzeptabler Betriebsgrenzwerte gehalten wird.
  • Der verwendete Ausdruck „mindestens ein Sauerstoff-Brennstoff-Brenner" bedeutet hier einen oder mehrere Sauerstoff-Brennstoff-Brenner. Außerdem bezieht sich der hier verwendete Ausdruck „hauptsächlich durch mindestens einen Sauerstoff-Brennstoff-Brenner" auf die Bedingung, wonach mindestens 70% der Energie zum Schmelzen des rohglasbildenden Materials von mindestens einem Sauerstoff-Brennstoff-Brenner stammt.
  • Wie in den 1, 2 und 4 dargestellt ist, enthält der Glasschmelzofen 10 in einer speziellen Ausführungsform drei Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34. Ein einzelner Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 ist von zwei benachbart angeordneten Stromab-Sauerstoff-Brennstoff-Brennern aus stromauf angeordnet. Man wird verstehen, dass eine beliebige Anzahl von Sauerstoff-Brennstoff-Brennern 34 an beinahe jedem geeigneten Ort in der Decke 22 des Ofens 10 über dem Gemenge angeordnet werden kann, um das rohglasbildende Material 30 zu schmelzen. Zum Beispiel können zwei Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 nebeneinander (3) angeordnet werden, oder ein einzelner Sauerstoff-Brennstoff-Brenner kann verwendet werden (4). Allerdings muss in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die Winkelausrichtung eines jeden Sauerstoff-Brennstoff-Brenners 34 in der Decke 22 des Glasschmelzofens so sein, dass die erzeugte Flamme 36 weitgehend senkrecht auf die Oberfläche des Glasgemenges gerichtet ist, um eine Flamme zu erzeugen, die auf die Glasfläche auftrifft. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 unter einem Winkel von etwa 90 ± 10 Grad mit Bezug auf das rohglasbildende Material 30 angeordnet. Es wurde festgestellt, dass die Glasproduktionsrate und die Qualität des erzeugten Glases verbessert werden kann durch Schmelzen des rohglasbildenden Materials 30 mit mindestens einem nach unten feuernden Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34, der gemäß vorliegender Erfindung eine gesteuerte Form und Länge der auftreffenden Flamme aufweist.
  • Mit Bezug auf 5 weist der mindestens eine Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 in der Decke 22 des Glasschmelzofens 10 eine innere zentrale zylindrische Gasbrennstoffzuleitung 40 für die Versorgung mit Gasbrennstoff und eine äußere zylindrische Sauerstoffzuleitung 42 zur Bereitstellung des Sauerstoffstroms auf, die konzentrisch zum zentralen Brennstoffaustritt ist. Der Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 kann eine Kapazität im Bereich von 0,29 bis 2,9 TW (etwa 1–10 MM Btu/hr) in Abhängigkeit von der Größe des Glasschmelzofens 10 und dem gewünschten Durchsatz aufweisen. Der Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 ist für den Einsatz eines höheren prozentualen Anteils an Sauerstoff ausgelegt, als er in der Luft vorkommt, und somit ist die Temperatur über der Auftrefffläche der Flamme 36 aus dem Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 wesentlich höher als in einem herkömmlichen Glasschmelzofen, in dem Luft-Brennstoff-Brenner verwendet werden. Wie Fachleuten gut bekannt ist, hängt die Temperatur der Flamme 36, die durch einen Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 erzeugt wird, nichtsdestoweniger von der Brennstoffqualität und dem Sauerstoff/Brennstoff-Verhältnis ab. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Sauerstoffkonzentration des Sauerstoff-Brennstoff-Brenners 34 üblicherweise bei einem Wert von etwa 95–125 Prozent der stöchiometrischen Sauerstoffmenge, die zum Verbrennen des Brennstoffs erforderlich ist. Das Verhältnis von Brennstoff zu Sauerstoff kann jedoch zur Erzeugung eines Bereichs von Betriebsbedingungen im Glasschmelzofen 10 variiert werden, um eine oder mehrere gewünschte Eigenschaften, einschließlich z. B. des Redoxgrades, des Bläschenbildungsgrades und/oder einer nahezu beliebigen anderen Glaseigenschaft, zu beeinflussen.
  • Der Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 erstreckt sich nach unten vom Brennerblock 38 aus, der in der Decke 22 des Glasschmelzofens 10 angeordnet ist. Jeder Brennerblock 38 enthält eine Öffnung, die einen Innendurchmesser (id) aufweist, der mindestens so groß ist wie der Außendurchmesser der zylindrischen Sauerstoffzuleitung 42. Der Innendurchmesser (id) der Öffnung des Brennerblocks 38 kann im Bereich zwischen 50–200 mm (etwa 2–8 Zoll) liegen. Das Ende des Sauerstoff-Brennstoff-Brenners 34 ist gegenüber dem Ende des Brennerblocks 38 um eine Strecke (LBb) zwischen 75–450 mm (etwa 3–18 Zoll) zurückgesetzt. Es wird angenommen, dass die Öffnung des Brennerblocks 38 zwischen dem Ende des Sauerstoff- Brennstoff-Brenners 34 und dem Ende des Brennerblocks ein Bündeln der Brennerflamme bewirkt und ein Ausbreiten der Flamme nach außen verhindert. Der Brennerblock 38 besteht aus einem Feuerfestmaterial, das vom Stand der Technik her gut bekannt ist, und er kann eine nahezu beliebige Form, wie z. B. eine rechteckige oder dergleichen, aufweisen.
  • Die Bodenfläche des Brennerblocks 38 kann mit der Innenfläche der Decke 22 bündig abschließen, oder die Bodenfläche kann um 2–18 Zoll nach unten aus der Innenfläche der Decke herausragen, um die Decke zu schützen und das Ausbilden eines auftreffenden Flammenprofils zu befördern, das eine gesteuerte Flammengeschwindigkeit am Auftreffpunkt auf das rohglasbildende Material aufweist. Wie in 5 dargestellt ist, erstrecken sich außerdem die Brennstoffzuleitung 40 und die Sauerstoffzuleitung 42 des Sauerstoff-Brennstoff-Brenners 34 nach unten in den Brennerblock 38 und enden im Wesentlichen bei der gleichen vertikalen Höhe von der Oberfläche des rohglasbildenden Materials 30 aus.
  • Gemäß vorliegender Erfindung wird die nach unten gerichtete auftreffende Flamme 36, die durch mindestens einen Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 erzeugt wird, genau gesteuert, um die Wärmeenergie auf die rohglasbildenden Bestandteile 30 sowie die Oberfläche des geschmolzenen Glases hin und von der umgebenden Feuerfestwand weg zu lenken, wodurch das Risiko einer Überhitzung der Decke 22 und der Seitenwände 18 des Glasschmelzofens 10 verringert wird. Die auftreffende Flamme 36 kann durch solche Steuervorrichtungen, wie sie in der chemischen Verfahrenstechnik herkömmlich und gebräuchlich sind, gesteuert werden. Zum Beispiel sind Ventile, Thermoelemente, mit geeigneten Stellschaltungen gekoppelte Thermistoren, Heizsteuerungen und dergleichen leicht verfügbar und werden herkömmlich zur Steuerung der Menge und der Geschwindigkeit von Brennstoff und Sauerstoff aus dem Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 verwendet. Das entstehende Temperaturprofil, das in dem Glasschmelzofen 10 erzeugt wird, ist im Allgemeinen über die Länge des Glasschmelzofens hinweg gleichmäßiger im Vergleich zu einem Glasschmelzofen, in dem Luft-Brennstoff-Brenner eingesetzt werden, oder zu einem herkömmlichen Sauerstoff-Brennstoff-Ofen mit Sauerstoff-Brennstoff-Brennern, die in den Seitenwänden angeordnet sind, wobei sie parallel zur Glasoberfläche feuern. Üblicherweise variiert die Temperatur in dem Glasschmelzofen 10, in dem mindestens ein Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 verwendet wird, zwischen 1260–1704°C (etwa 2300–3100 Grad Fahrenheit). Die auftreffende Flamme 36 wird genau gesteuert, indem sowohl die Relativgeschwindigkeit als auch die Maximal- sowie Minimalgeschwindigkeiten von Brennstoff und Sauerstoff aus dem mindestens einen Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 gesteuert werden.
  • Die Relativgeschwindigkeit, d. h. die Geschwindigkeiten des Gasbrennstoffs und des Sauerstoffs, müssen im Wesentlichen gleichwertig sein, um eine durchgängig laminare Gasbrennstoffströmung und eine durchgängig laminare Sauerstoffströmung nach unten zur Oberfläche des rohglasbildenden Materials 30 hin zu erreichen. In einer bevorzugten Ausführungsform dürfen sich die Relativgeschwindigkeiten des Gasbrennstoffs und des Sauerstoffs aus dem Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 um nicht mehr als 20% voneinander unterscheiden. Außerdem darf die Maximaldifferenz zwischen der Sauerstoff- und der Brennstoff-Strömungsgeschwindigkeit am Ausgang des Sauerstoff-Brennstoff-Brenners 34 nicht 15,25 m (etwa 50 Normfuß) pro Sekunde überschreiten. Es wird angenommen, dass die laminare Brennstoff- und Sauerstoffströmung ein vorzeitiges Vermischen des Brennstoffs und des Sauerstoffs verhindert, um ein verzögertes Vermischen und Verbrennen in der Nähe einer oberen Fläche des rohglasbildenden Materials 30 zu ermöglichen, um eine Flamme 36 zu erzeugen, welche einen Mittelteil mit einer angenäherten Säulenform aufweist und welche auf die Oberfläche des rohglasbildenden Materials auftrifft, wodurch eine optimale Wärmeübertragung auf das rohglasbildende Material gewährleistet wird. Der „Mittelteil" bezieht sich auf den Freistrahlbereich 54, wie er hier im Weiteren beschrieben wird.
  • Zusätzlich zum Bereitstellen einer im Wesentlichen gleichwertigen Sauerstoff- und Brennstoff-Strömungsgeschwindigkeit muss die Maximal- und Minimalgeschwindigkeit des auf die Oberfläche des rohglasbildenden Materials 30 auftreffenden Brennstoff- und Sauerstoffstroms gesteuert werden, um ein Mitreißen oder ein Verlagern des Glasgemengematerials gegen die Seitenwände 18 und die Decke 22 zu verhindern, während die optimale Konvektions-Wärmeübertragung auf die Oberfläche des rohglasbildenden Materials erhalten bleibt. Es ist einzusehen, dass das Verlagern von Glasgemengematerial zu den Seitenwänden 18 und zur Decke 22 das Feuerfestmaterial nachteilig beeinflusst und möglicherweise die Betriebsdauer des Glasschmelzofens 10 verkürzt.
  • Die maximale und die minimale Geschwindigkeit des Brennstoffs und des Sauerstoffs vom Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 werden auch gesteuert, um die maximale Energie der auftreffenden Flamme 36 auszunutzen, ohne das umgebende Feuerfestmaterial zu beschädigen. Aus der auftreffenden Flamme 36 wird die maximale Energie erhalten, wenn die Wärmemenge minimiert wird, die an den Verbrennungsraum des Glasschmelzofens 10 abgegeben wird, und wenn die Wärmeübertragung an das rohglasbildende Material 30 maximiert wird. Der Arbeitsbereich für Maximal- und Minimalgeschwindigkeit für den Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 zum Erzeugen einer annehmbaren Wärmeübertragungsrate auf das rohglasbildende Material 30 ohne ein Beschädigen der Ofenwände und des Überbaus aus Feuerfestmaterial, ist eine Funktion des konzentrischen Rohr-im-Rohr-Aufbaus des Sauerstoff-Brennstoff-Brenners, der Geometrie der Brennerblocköffnung und der Geschwindigkeiten von Brennstoff und Sauerstoff aus dem Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34.
  • Mit Bezug auf 6 ist eine Grafik dargestellt, die eine obere Arbeitskurve 44 und eine untere Arbeitskurve 46 umfasst. Die x-Achse dieser Grafik ist in Einheiten eines dimensionslosen Parameters (H/id) gegeben, und die y-Achse ist durch die maximale Flammengeschwindigkeit an der Spitze des Brennerblocks (VBb) festgelegt. Die obere Arbeitskurve 44 und die untere Arbeitskurve 46 stellen die maximale und die minimale erlaubte Geschwindigkeit an der Spitze des Brennerblocks 38 (VBb) für ein gegebenes (H/id) dar und legen drei Arbeitsbereiche fest: einen oberen Arbeitsbereich 48, einen mittleren Arbeitsbereich 50 und einen unteren Arbeitsbereich 52. Der obere Arbeitsbereich 48 verkörpert eine übermäßig hohe Geschwindigkeit oder einen unsicheren Arbeitsbereich und der untere Arbeitsbereich 52 verkörpert einen thermisch ineffizienten Bereich. Der mittlere Arbeitsbereich 50 stellt einen zulässigen Bereich zum Betrieb der Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 entsprechend der vorliegenden Erfindung dar. Wie in 6 dargestellt ist, liegt der Parameter (H/id) zwischen ungefähr 6–30, und die maximale zulässige Geschwindigkeit an der Spitze des Brennerblocks (VBb) ist 167 m/s (550 Fuß pro Sekunde). Man kann einschätzen, dass der mittlere Arbeitsbereich 50 die geforderte Säulenform der auftreffenden Flamme 36 und die erwünschten Eigenschaften des Wärmetransports zum rohglasbildenden Material 30 gewährleistet.
  • Die obere Arbeitskurve 44 und die untere Arbeitskurve 46 für den Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 werden durch eine ganze rationale Funktion vierter Ordnung beschrieben:
    Figure 00150001
    mit
    VBb = Maximalgeschwindigkeit am Ende des Brennerblocks (m oder Fuß/Sekunde),
    H = Abstand vom Ende des Brennerblocks bis zur oberen Fläche des rohglasbildenden Materials (m oder Fuß),
    id = Innendurchmesser der Öffnung des Brennerblocks (m oder Fuß).
  • Für die obere Arbeitskurve 44 liegt, wie in 6 dargestellt ist, der Quotient H/id zwischen etwa 6–20, und der Bereich der VBb liegt zwischen 58–168 m/s (etwa 190–550 Fuß pro Sekunde), und der Wert der Koeffizienten ist: a = 571,0801; b = –187,2957; c = 30,1164; d = –1,8198 und e = 0,04. Für die untere Arbeitskurve 46 liegt, wie in 6 dargestellt ist, der Quotient H/id zwischen etwa 6–30, und der Bereich der VBb liegt zwischen 15–91 m/s (etwa 50–300 Fuß pro Sekunde), und der Wert der Koeffizienten ist: a = –103,6111; b = 38,9939; c = –2,8772; d = 0,1033 und e = –0,00125. Für ein spezielles (H) und (id) nach den obigen Vorgaben wird der Parameter (H/id) (x-Achse der Grafik) festgelegt, der seinerseits die Maximalgeschwindigkeit des Sauerstoff-Brennstoff-Brenners 36 an der Spitze des Brennerblocks (VBb) (y-Achse der Grafik) bestimmt, die zwischen der oberen Arbeitskurve 44 und der unteren Arbeitskurve 46 liegen muss, um die geforderte Säulenform der auftreffenden Flamme 36 und die gewünschten Wärmetransporteigenschaften zu gewährleisten, um das rohglasbildende Material 30 zu schmelzen.
  • Mit Bezug auf 5 ist die Säulenform der auftreffenden Flamme 36 gemäß vorliegender Erfindung dargestellt, wenn im mittleren Arbeitsbereich 50 von 6 gearbeitet wird. Die auftreffende Flamme 36 ist eine axialsymmetrische säulenförmige Flamme, die drei unterschiedliche Strömungsbereiche aufweist: einen Freistrahlbereich 54, einen Staubereich 56 und einen Wandstrahlbereich 58.
  • Der Freistrahlbereich 54 ist ein ungestörter Bereich der auftreffenden Flamme. Im Freistrahlbereich 54 bildet die Flamme 36 eine Säulenform aus, bevor die Flamme auf die Oberfläche des rohglasbildenden Materials 30 auftrifft. Die säulenartige Flammenform entsteht als ein Ergebnis der gesteuerten Austrittsgeschwindigkeiten des Sauerstoff- und Brennstoffstroms. Genauer gesagt strömen im Freistrahlbereich 54 die Sauerstoff- und Brennstoffströme aus der Öffnung des Brennerblocks 38, um eine gesteuerte Scherspannung zwischen den zwei Strömen zu erzeugen, die eine gesteuerte laminare Strömung für eine ausgedehnte Länge liefert, um ein genau gesteuertes Mischen der beiden Ströme sowie eine gesteuerte Teilverbrennung zu erreichen. Die gesteuerte Teilverbrennung, die im Freistrahlbereich 54 erreicht wird, ist kritisch für die Kenngrößen des Wärmetransports der entstehenden auftreffenden Flamme 36. Die säulenartige Freistrahl-Flammenform weist beim der Hälfte des Abstandes H/2 zwischen dem Ende des Brennerblocks 38 und der Oberfläche des rohglasbildenden Materials 30 einen Flammendurchmesser D2 auf, der durch folgende Beziehung gegeben ist: 1,5id ≤ D2 ≤ id + 0,15H IImit
    id = Innendurchmesser der Öffnung des Brennerblocks,
    H = Abstand vom Ende des Brennerblocks bis zur oberen Fläche der rohglasbildenden Materials,
    D2 = Flammendurchmesser bei der Hälfte des Abstandes zwischen dem Ende des Brennerblocks und der Oberfläche des rohglasbildenden Materials.
  • Der zweite Bereich, der Staubereich 56, ist der Bereich, wo die Flamme 36 die thermische Grenzschicht durchdringt und auf die Oberfläche des rohglasbildenden Materials 30 auftrifft. In diesem Bereich 56 durchdringt die Flamme 36 die thermische Grenzschicht und trifft auf die Oberfläche des rohglasbildenden Materials auf, wobei ein steiler Druckgradient an der Oberfläche aufgebaut wird, der die horizontale Strömung der abgelenkten Flamme beschleunigt, wodurch die Flamme veranlasst wird, sich radial nach außen entlang der Aufprallfläche auszubreiten. Das Ende des Staubereichs 56 ist als die Stelle auf der Oberfläche des rohglasbildenden Materials definiert, wo der Druckgradient, der durch die auftreffende Flamme 36 erzeugt wird, auf Null abfällt. Im Staubereich 56 wird durch ein sorgfältiges Steuern des Impulses der Flamme 36 die thermische Grenzschicht, die naturgemäß an der Oberfläche des rohglasbildenden Materials 30 existiert, durchdrungen und beseitigt, und so werden ihre starken Wärmewiderstandsmerkmale abgeschwächt. Demzufolge dringt die Wärme, die durch die auftreffende Flamme 36 erzeugt wird, leichter in das zum Teil geschmolzene rohglasbildende Material 30 ein. Außerdem wächst die Leuchtkraft der Flamme 36 im Staubereich 56 beträchtlich an, was den Strahlungswärmetransport in das vergleichsweise kältere rohglasbildende Material 30 erhöht.
  • An den radialen Grenzen des Staubereichs 56 beginnt der Wandstrahlbereich 58. In diesem Bereich strömt die Flamme 36 im Wesentlichen parallel zur Aufprallfläche, und die thermische Grenzschicht wächst entlang der Aufprallfläche und außerhalb des Staubereichs 56 an, so dass sich die thermische Grenzschicht aufzubauen beginnt, wobei der Oberflächenwiderstand für den Wärmestrom in das rohglasbildende Material wieder hergestellt wird.
  • Die gesteuerte Flammenwärmeerzeugung im Freistrahlbereich 54 ist das Ergebnis des konzentrischen Rohr-im-Rohr-Aufbaus des Sauerstoff-Brennstoff-Brenners 34, des Innendurchmessers der Öffnung (id) des Brennerblocks 38 und sowohl der Relativgeschwindigkeiten als auch der Maximal- sowie Minimalgeschwindigkeiten des Sauerstoff- und Brennstoffstroms. Durch ein gezieltes Steuern der Ausführung des Sauerstoff-Brennstoff-Brenners 34, der geometrischen Bauform des Brennerblocks 38 und der Geschwindigkeiten der Sauerstoff- und Brennstoffströme wird eine reduzierte Scherspannung zwischen den Sauerstoff- und Gasströmen erzeugt, womit sich eine gesteuerte Teilverbrennung und verringerte thermische Strahlungsemissionen ergeben. Es wird eingeschätzt, dass durch das Betreiben des Sauerstoff-Brennstoff-Brenners 34 im hier beschriebenen mittleren Arbeitsbereich 50 die Flammenwärme, die im Freistrahlbereich 54 erzeugt wird, und der Wärmeübergangswiderstand an der Rohglasoberfläche im Staubereich 56 minimiert werden, wodurch die im Staubereich erzeugte Wärme maximiert wird.
  • Die im Freistrahlbereich 54 erzeugte Wärme ist das Ergebnis der folgenden Prozesse. Erstens erlaubt die gesteuerte Teilverbrennung im Freistrahlbereich 54 eine gesteuerte Verbrennung an der Oberfläche des rohglasbildenden Materials 30, wodurch der Verbrennungsprozess in die Nähe der Oberfläche des rohglasbildenden Materials gebracht wird. Dadurch dass der Verbrennungsprozess in die Nähe der Oberfläche des rohglasbildenden Materials 30 gebracht wird, wird ein erhöhter Temperaturgradient an der Oberfläche des rohglasbildenden Materials erzeugt, wodurch die Konvektions-Wärmeübertragung verbessert wird. Zweitens erzeugt die gesteuerte Teilverbrennung im Freistrahlbereich 54 eine akzeptable Temperatur für die chemische Dissoziation der Verbrennungsgase und der Verbrennungsprodukte. Diese dissoziierten Teilchen rekombinieren teilweise exotherm, sobald sie auf die vergleichsweise kältere Oberfläche des rohglasbildenden Materials 30 auftreffen, wobei eine beträchtliche Wärme an der Oberfläche des rohglasbildenden Materials erzeugt wird.
  • Die Wärme aus den exothermen Reaktionen verstärkt den Konvektions-Wärmeübertragungsprozess weiter.
  • Das Minimieren des Wärmewiderstandes im Staubereich 56 der Oberfläche des rohglasbildenden Materials 30 ist das Ergebnis der folgenden Faktoren. Erstens wird die thermische Grenzschicht durch den gesteuerten Impuls der Flamme 36 und die Turbulenz, welche durch die sorgfältig gesteuerten Verbrennungskennwerte an der Oberfläche des rohglasbildenden Materials 30 erzeugt wird, beseitigt. Zweitens ermöglicht die lokalisierte Oberflächenwärmeerzeugung das Umwandeln des thermisch schlecht leitenden rohglasbildenden Materials 30 in ein thermisch bedeutend besser leitendes geschmolzenes Glasmaterial. Diese Umwandlung ermöglicht es, dass die an der Oberfläche erzeugte Wärme wirksamer in die Tiefe des rohglasbildenden Materials eindringt. Dieses verbesserte Eindringen der Wärme verringert die Oberflächentemperatur des geschmolzenen Glases, was den Temperaturgradient zwischen der Flamme 36 und der Oberfläche des geschmolzenen Glases erhöht sowie den Konvektions-Wärmeübertragungsprozess verstärkt.
  • Das geschmolzene Glas fließt aus der Schmelzzone 26 des Glasschmelzofens 10 zur Läuterungszone 28. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Läuterungszone 28 mindestens einen Stromab-Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34, der in der Decke 22 des Glasschmelzofens 10 angebracht ist. Der Stromab-Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 hat denselben Aufbau wie oben beschrieben und muss unter den gleichen Bedingungen arbeiten, die einer gesteuerten Veränderung unterworfen sind, um das gewünschte Nettoergebnis der auftreffenden Flammen zu erzielen. Zum Beispiel kann die auftreffende Flamme 30 angepasst werden, stärker zu strahlen, um die Schmelzkennwerte zu beeinflussen. Der Stromab-Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 ist angeordnet, stromab über dem Ort zu feuern, an dem die regulären Konvektionsströme eine aufsteigende Tendenz haben, d. h. bei 2/3–3/4 der Länge des Glasschmelzofens 10.
  • Es wird anerkannt werden, dass der mindestens eine Stromab-Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 eine Verbesserung der Qualität des sich in den Formungsbereich weiter bewegenden Glases ergeben hat, indem Oberflächendefekte, wie z. B. unvollständig umgesetztes rohglasbildendes Material oder ungenügend vermischte Oberflächenmaterialien, durch eine wesentliche Erhöhung der Glasoberflächentemperatur beseitigt wurden, die ein Schmelzen und Vermischen befördert. Außerdem bildet der mindestens eine Stromab-Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 eine Barriere für den Vorwärtsfluss des Materials, befördert die natürlichen Konvektionsströme im geschmolzenen Glas, wodurch eine Rückwärtsströmung des heißeren Glases unter das rohglasbildende Material erzeugt wird, was einen Vorwärtsschub des geschmolzenen Glases verhindert, wodurch die Schmelzwirkung und die Glastemperaturen in der Läuterungszone erhöht werden. Das sich vorwärts bewegende Glas ist auch heißer, und das führt zu einem schnelleren Läutern sowie einem verringerten Brennstoffverbrauch in den Vorwärtszonen. Zusätzlich wurde für Glasschmelzöfen, die normalerweise eine Schaumschicht auf der Stromab-Glasoberfläche aufweisen, festgestellt, dass der Stromab-Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 den Schaum vermindert. Es wird eingeschätzt, dass durch Schaumverminderung der Wärmeübergang in die Glasmaterialmasse vergrößert wird, so dass die thermische Energie, die sonst im Glasschmelzofen 10 benötigt würde, verringert und die Betriebsleistung des Glasschmelzofens verbessert wird.
  • Der mindestens eine an der Decke befestigte Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 kann sowohl in einem neuen Glasschmelzofen 10 angebracht oder in einem vorhandenen Glasschmelzofen nachgerüstet werden, um im Vergleich zu einem mit Luft-Brennstoff gefeuerten Ofen oder einem „herkömmlichen" von der Seite her gefeuerten Sauerstoff-Brennstoff-Ofen den Raumbedarf der Anlage wesentlich zu verringern und die Glasqualität zu erhöhen. Es ist einzusehen, dass die vorliegende Erfindung eine beträchtliche Erhöhung der Durchlaufgeschwindigkeit, eine Verringerung der Wandtemperatur des Glasschmelzofens 10 und eine verbesserte Glasqualität im Vergleich zu dem gleichen Luft-Brennstoff-Ofen oder einem herkömmlichen Sauerstoff-Brennstoff-Ofen, der nicht mit mindestens einem an der Decke befestigten Sauerstoff-Brennstoff-Brenner wie hier beschrieben nachgerüstet ist, ermöglicht. Wie durch einen Fachmann leicht einzusehen ist, verringert der Einsatz von mindestens einem Sauerstoff-Brennstoff-Brenner 34 merklich die NOx-Emissionen im Vergleich zu einem Nur-Luft-Brennstoff-Brenner-System.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Herstellen von Feinglas aus rohglasbildendem Material (30) in einem innen feuerfesten Glasschmelzofen (10) ohne Einsatz von Wärmespeichern oder Wärmeaustauschern, wobei der Glasschmelzofen eine Decke (22) aufweist, die durch Seitenwände (18) mit einem Boden (20) verbunden ist, zwischen denen ein langgestreckter Kanal festgelegt wird, der eine Schmelzzone (26) und eine Stromab-Läuterungszone (28) aufweist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Beschicken der Schmelzzone (26) des Glasschmelzofens (10) mit rohglasbildendem Material (30); Bereitstellen mindestens eines Sauerstoff-Brennstoff-Brenners (34), der in einem Brennerblock (38) in der Decke des Glasschmelzofens eingelassen und so angeordnet ist, dass er senkrecht oder weitgehend senkrecht auf die Oberfläche des rohglasbildenden Materials feuert, wobei der Sauerstoff-Brennstoff-Brenner eine innere zentrale zylindrische Gasbrennstoffzuleitung (40) zum Bereitstellen des gasförmigen Brennstoffs und eine äußere zylindrische Sauerstoffzuleitung (42) aufweist, die zum Bereitstellen des Sauerstoffs konzentrisch zur zentralen Brennstoffzuleitung angeordnet ist; und Steuern der Geschwindigkeiten des gasförmigen Brennstoffs und des Sauerstoffs aus dem Sauerstoff-Brennstoff-Brenner derart, dass die Geschwindigkeiten des gasförmigen Brennstoffs und des Sauerstoffs im wesentlichen äquivalent sind, um eine grundsätzlich laminare Strömung des gasförmigen Brennstoffs und eine grundsätzlich laminare Sauerstoffströmung für eine Verbrennung in der Nähe einer oberen Fläche des rohglasbildenden Materials (30) bereit zu stellen und dadurch eine Flamme zu erzeugen, die auf die Oberfläche des rohglasbildenden Materials auftrifft und die einen Zentralbereich (54) mit einer annähernd säulenförmigen Gestalt aufweist; Schmelzen des rohglasbildenden Materials in der Schmelzzone durch die Flammenbedeckung vom Sauerstoff-Brennstoff-Brenner ohne Einsatz von Wärmespeichern und Wärmeaustauschern; und Herausziehen des verfeinerten Glases aus der Läuterungszone.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei sich die Geschwindigkeit des gasförmigen Brennstoffs von der Geschwindigkeit des Sauerstoffs aus dem Sauerstoff-Brennstoff-Brenner nicht mehr als um etwa 20% unterscheidet.
  3. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Brennerblock (38) eine Öffnung enthält, die einen Innendurchmesser von 50 bis 200 mm (2–8 Zoll) aufweist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Sauerstoff-Brennstoff-Brenner in der Öffnung des Brennerblocks um eine Strecke von 75 bis 450 mm (3–18 Zoll) zurückgesetzt ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Flammendurchmesser bei der Hälfte des Abstandes zwischen dem Ende des Brennerblocks und dem rohglasbildendem Material durch die folgende Beziehung gegeben ist: 1,5id ≤ D2 ≤ id + 0,15H (II)mit id = Innendurchmesser der Öffnung des Brennerblocks, H = Abstand vom Ende des Brennerblocks bis zur oberen Fläche der rohglasbildenden Materials, D2 = Flammendurchmesser bei der Hälfte des Abstandes zwischen dem Ende des Brennerblocks und der Oberfläche des rohglasbildenden Materials.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Maximalgeschwindigkeiten des gasförmigen Brennstoffs und des Sauerstoffs aus dem Sauerstoff-Brennstoff-Brenner am Ausgang des Brennerblocks innerhalb eines Arbeitsbereiches geregelt werden, der durch obere und untere Arbeitskurven festgelegt ist, welche durch Auftragen von H/id über VBb dargestellt werden (in denen H und id die Bedeutungen haben, die in Anspruch 5 dargelegt sind, und VBb die maximale Flammengeschwindigkeit an der Kuppe des Brennerblocks ist), wobei die obere Arbeitskurve aus der folgenden ganzen rationalen Funktion vierter Ordnung abgeleitet wird:
    Figure 00240001
    mit H/id = etwa 6–20; VBb = 58 bis 168 m/s (190–550 Fuß pro Sekunde); a = 571,0801; b = –187,2957; c = 30,1164; d = –1,8198 und e = 0,04; und wobei die untere Arbeitskurve aus der folgenden ganzen rationalen Funktion vierter Ordnung abgeleitet wird:
    Figure 00250001
    mit H/id = etwa 6–30; VBb = 15 bis 91 m/s (50–300 Fuß pro Sekunde); a = –103,6111; b = 38,9939; c = –2,8772; d = 0,1033 und e = –0,00125.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei mindestens ein Sauerstoff-Brennstoff-Brenner (34) über der Stromab-Läuterungszone (28) angeordnet ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Sauerstoff-Brennstoff-Brenner über der Stromab-Läuterungszone bei etwa 2/3 bis 3/4 der Länge des Glasschmelzofens von dessen Stromaufende (14) aus angeordnet ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Sauerstoff-Brennstoff-Brenner über der Stromab-Läuterungszone in einem Brennerblock (38) zurückgesetzt ist.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Sauerstoff-Brennstoff-Brenner über der Stromab-Läuterungszone (28) mit denselben Regelungsparametern arbeitet wie der Sauerstoff-Brennstoff-Brenner über der Schmelzzone (26).
DE69826327T 1997-12-17 1998-12-16 Verfahren für das schmelzen von glas mittels in der decke eingebauter sauerstoff-brennstoff brenner Revoked DE69826327T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US992136 1997-12-17
US08/992,136 US6237369B1 (en) 1997-12-17 1997-12-17 Roof-mounted oxygen-fuel burner for a glass melting furnace and process of using the oxygen-fuel burner
PCT/US1998/026673 WO1999031021A1 (en) 1997-12-17 1998-12-16 Roof-mounted oxygen-fuel burner for a glass melting furnace and process of using the oxygen-fuel burner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69826327D1 DE69826327D1 (de) 2004-10-21
DE69826327T2 true DE69826327T2 (de) 2005-10-20

Family

ID=25537945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69826327T Revoked DE69826327T2 (de) 1997-12-17 1998-12-16 Verfahren für das schmelzen von glas mittels in der decke eingebauter sauerstoff-brennstoff brenner

Country Status (19)

Country Link
US (1) US6237369B1 (de)
EP (1) EP1077901B1 (de)
JP (1) JP4646401B2 (de)
KR (1) KR100578773B1 (de)
CN (1) CN1206180C (de)
AR (1) AR017434A1 (de)
AU (1) AU748058B2 (de)
BR (1) BR9813685A (de)
CA (1) CA2313234C (de)
CZ (1) CZ302569B6 (de)
DE (1) DE69826327T2 (de)
ES (1) ES2227903T3 (de)
ID (1) ID27063A (de)
MX (1) MXPA00005932A (de)
NO (1) NO333431B1 (de)
TR (1) TR200001759T2 (de)
TW (1) TW519533B (de)
WO (1) WO1999031021A1 (de)
ZA (1) ZA9810724B (de)

Families Citing this family (98)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6705117B2 (en) * 1999-08-16 2004-03-16 The Boc Group, Inc. Method of heating a glass melting furnace using a roof mounted, staged combustion oxygen-fuel burner
US6422041B1 (en) * 1999-08-16 2002-07-23 The Boc Group, Inc. Method of boosting a glass melting furnace using a roof mounted oxygen-fuel burner
US7168269B2 (en) * 1999-08-16 2007-01-30 The Boc Group, Inc. Gas injection for glass melting furnace to reduce refractory degradation
US6354110B1 (en) * 1999-08-26 2002-03-12 The Boc Group, Inc. Enhanced heat transfer through controlled interaction of separate fuel-rich and fuel-lean flames in glass furnaces
US6519973B1 (en) 2000-03-23 2003-02-18 Air Products And Chemicals, Inc. Glass melting process and furnace therefor with oxy-fuel combustion over melting zone and air-fuel combustion over fining zone
US6540508B1 (en) 2000-09-18 2003-04-01 The Boc Group, Inc. Process of installing roof mounted oxygen-fuel burners in a glass melting furnace
US6715319B2 (en) * 2001-03-23 2004-04-06 Pilkington Plc Melting of glass
US6436337B1 (en) * 2001-04-27 2002-08-20 Jupiter Oxygen Corporation Oxy-fuel combustion system and uses therefor
US6722161B2 (en) * 2001-05-03 2004-04-20 The Boc Group, Inc. Rapid glass melting or premelting
US7475569B2 (en) * 2001-05-16 2009-01-13 Owens Corning Intellectual Captial, Llc Exhaust positioned at the downstream end of a glass melting furnace
CN1198331C (zh) 2001-12-27 2005-04-20 松下电器产业株式会社 布线结构的形成方法
US7509819B2 (en) * 2002-04-04 2009-03-31 Ocv Intellectual Capital, Llc Oxygen-fired front end for glass forming operation
US7392668B2 (en) * 2003-06-10 2008-07-01 Ocv Intellectual Capital Llc Low heat capacity gas oxy fired burner
FR2856055B1 (fr) * 2003-06-11 2007-06-08 Saint Gobain Vetrotex Fils de verre aptes a renforcer des matieres organiques et/ou inorganiques, composites les renfermant et composition utilisee
FR2879284B1 (fr) * 2004-12-09 2007-01-19 Air Liquide Procede de fusion d'une composition de matieres premieres par un bruleur en voute
FR2879591B1 (fr) * 2004-12-16 2007-02-09 Saint Gobain Vetrotex Fils de verre aptes a renforcer des matieres organiques et/ou inorganiques
DE102005005735B4 (de) * 2005-02-07 2009-11-05 Air Liquide Deutschland Gmbh Verfahren zum Erhitzen eines Industrieofens unter Einsatz eines Brenners und zur Durchführung des Verfahrens geeigneter Rohr-in-Rohr-Brenner
FR2888577B1 (fr) * 2005-07-13 2008-05-30 Saint Gobain Isover Sa Procede d'elaboration du verre
US7686611B2 (en) * 2005-11-03 2010-03-30 Air Products And Chemicals, Inc. Flame straightening in a furnace
US9656903B2 (en) * 2005-11-04 2017-05-23 Ocv Intellectual Capital, Llc Method of manufacturing high strength glass fibers in a direct melt operation and products formed there from
US7823417B2 (en) * 2005-11-04 2010-11-02 Ocv Intellectual Capital, Llc Method of manufacturing high performance glass fibers in a refractory lined melter and fiber formed thereby
US9187361B2 (en) * 2005-11-04 2015-11-17 Ocv Intellectual Capital, Llc Method of manufacturing S-glass fibers in a direct melt operation and products formed there from
US8586491B2 (en) 2005-11-04 2013-11-19 Ocv Intellectual Capital, Llc Composition for high performance glass, high performance glass fibers and articles therefrom
US8338319B2 (en) * 2008-12-22 2012-12-25 Ocv Intellectual Capital, Llc Composition for high performance glass fibers and fibers formed therewith
US7799713B2 (en) 2005-11-04 2010-09-21 Ocv Intellectual Capital, Llc Composition for high performance glass, high performance glass fibers and articles therefrom
FR2899577B1 (fr) 2006-04-07 2008-05-30 Saint Gobain Four de fusion du verre comprenant un barrage de bruleurs immerges aux matieres vitrifiables
US20070281264A1 (en) * 2006-06-05 2007-12-06 Neil Simpson Non-centric oxy-fuel burner for glass melting systems
FR2903478B1 (fr) * 2006-07-06 2008-09-19 L'air Liquide Procede de chauffage d'une charge, notamment d'aluminium
WO2008024506A2 (en) * 2006-08-25 2008-02-28 The Boc Group, Inc. Oxygen injection through a roof or crown of a glass furnace
JP4624971B2 (ja) * 2006-10-18 2011-02-02 大同特殊鋼株式会社 ガラス溶解装置
JP4693178B2 (ja) * 2006-11-09 2011-06-01 大同特殊鋼株式会社 ガラス溶解方法
US7621154B2 (en) * 2007-05-02 2009-11-24 Air Products And Chemicals, Inc. Solid fuel combustion for industrial melting with a slagging combustor
JP5219240B2 (ja) * 2007-05-21 2013-06-26 大同特殊鋼株式会社 ガラス溶解炉
CN102137819A (zh) * 2008-09-01 2011-07-27 法国圣戈班玻璃厂 用于获得玻璃的方法和获得的玻璃
USD615218S1 (en) 2009-02-10 2010-05-04 Owens Corning Intellectual Capital, Llc Shingle ridge vent
USD628718S1 (en) 2008-10-31 2010-12-07 Owens Corning Intellectual Capital, Llc Shingle ridge vent
US8304358B2 (en) * 2008-11-21 2012-11-06 Ppg Industries Ohio, Inc. Method of reducing redox ratio of molten glass and the glass made thereby
US8252707B2 (en) * 2008-12-24 2012-08-28 Ocv Intellectual Capital, Llc Composition for high performance glass fibers and fibers formed therewith
CN201448850U (zh) * 2009-08-13 2010-05-05 泰山玻璃纤维有限公司 纯氧燃烧器
US8806897B2 (en) * 2009-06-12 2014-08-19 Air Products And Chemicals, Inc. Furnace and process for controlling the oxidative state of molten materials
EP2450316A4 (de) * 2009-07-01 2014-03-26 Asahi Glass Co Ltd Glasschmelzofen, verfahren zur herstellung von geschmolzenem glas, vorrichtung zur herstellung von glasprodukten und verfahren zur herstellung von glasprodukten
US20110011134A1 (en) * 2009-07-15 2011-01-20 Richardson Andrew P Injector for hydrogen and oxygen bubbling in glass baths
FR2948929A1 (fr) * 2009-08-07 2011-02-11 Fives Stein Four de fusion de matieres premieres vitrifiables avec zone de prechauffage optimisee
JP5648810B2 (ja) * 2009-08-20 2015-01-07 旭硝子株式会社 ガラス溶融炉、溶融ガラスの製造方法、ガラス製品の製造装置、及びガラス製品の製造方法
JP5634699B2 (ja) * 2009-10-29 2014-12-03 Ａｇｃセラミックス株式会社 ガラス欠点発生源特定方法、溶融鋳造耐火物及びそれを用いたガラス溶融窯
US8973405B2 (en) 2010-06-17 2015-03-10 Johns Manville Apparatus, systems and methods for reducing foaming downstream of a submerged combustion melter producing molten glass
US8769992B2 (en) 2010-06-17 2014-07-08 Johns Manville Panel-cooled submerged combustion melter geometry and methods of making molten glass
US8991215B2 (en) 2010-06-17 2015-03-31 Johns Manville Methods and systems for controlling bubble size and bubble decay rate in foamed glass produced by a submerged combustion melter
US10322960B2 (en) 2010-06-17 2019-06-18 Johns Manville Controlling foam in apparatus downstream of a melter by adjustment of alkali oxide content in the melter
US9032760B2 (en) 2012-07-03 2015-05-19 Johns Manville Process of using a submerged combustion melter to produce hollow glass fiber or solid glass fiber having entrained bubbles, and burners and systems to make such fibers
US9096452B2 (en) 2010-06-17 2015-08-04 Johns Manville Methods and systems for destabilizing foam in equipment downstream of a submerged combustion melter
US9021838B2 (en) 2010-06-17 2015-05-05 Johns Manville Systems and methods for glass manufacturing
US8973400B2 (en) 2010-06-17 2015-03-10 Johns Manville Methods of using a submerged combustion melter to produce glass products
US8997525B2 (en) 2010-06-17 2015-04-07 Johns Manville Systems and methods for making foamed glass using submerged combustion
US8650914B2 (en) 2010-09-23 2014-02-18 Johns Manville Methods and apparatus for recycling glass products using submerged combustion
US8707740B2 (en) 2011-10-07 2014-04-29 Johns Manville Submerged combustion glass manufacturing systems and methods
US9776903B2 (en) 2010-06-17 2017-10-03 Johns Manville Apparatus, systems and methods for processing molten glass
US8707739B2 (en) 2012-06-11 2014-04-29 Johns Manville Apparatus, systems and methods for conditioning molten glass
US8875544B2 (en) 2011-10-07 2014-11-04 Johns Manville Burner apparatus, submerged combustion melters including the burner, and methods of use
CN102167492A (zh) * 2010-12-31 2011-08-31 黄官禹 节能玻璃熔化炉
US9533905B2 (en) 2012-10-03 2017-01-03 Johns Manville Submerged combustion melters having an extended treatment zone and methods of producing molten glass
US9346696B2 (en) 2012-07-02 2016-05-24 Glass Strand Inc. Glass-melting furnace burner and method of its use
WO2014055199A1 (en) 2012-10-03 2014-04-10 Johns Manville Methods and systems for destabilizing foam in equipment downstream of a submerged combustion melter
US10370855B2 (en) 2012-10-10 2019-08-06 Owens Corning Intellectual Capital, Llc Roof deck intake vent
USD710985S1 (en) 2012-10-10 2014-08-12 Owens Corning Intellectual Capital, Llc Roof vent
US9227865B2 (en) 2012-11-29 2016-01-05 Johns Manville Methods and systems for making well-fined glass using submerged combustion
US20140162204A1 (en) * 2012-12-11 2014-06-12 Neil G. SIMPSON Oxy-fuel boosting of zero port area in glass melter using a reversing system
WO2014189504A1 (en) 2013-05-22 2014-11-27 Johns Manville Submerged combustion burners
WO2014189506A1 (en) 2013-05-22 2014-11-27 Johns Manville Submerged combustion burners and melters, and methods of use
WO2014189501A1 (en) 2013-05-22 2014-11-27 Johns Manville Submerged combustion burners, melters, and methods of use
SI2999923T1 (sl) 2013-05-22 2018-11-30 Johns Manville Potopni zgorevalni talilnik z izboljšanim gorilnikom in ustrezen postopek
US9777922B2 (en) 2013-05-22 2017-10-03 Johns Mansville Submerged combustion burners and melters, and methods of use
SI3003997T1 (sl) 2013-05-30 2021-08-31 Johns Manville Potopni zgorevalni gorilniki s sredstvi za izboljšanje mešanja za talilne peči za steklo in uporaba
EP3003996B1 (de) 2013-05-30 2020-07-08 Johns Manville Tauchbrenner-glasschmelzsysteme und verfahren zu deren verwendung
US10858278B2 (en) 2013-07-18 2020-12-08 Johns Manville Combustion burner
EP3173384B1 (de) * 2014-07-24 2019-05-01 AGC Inc. Glasschmelzeherstellungsvorrichtung und glasschmelzeherstellungsverfahren
US10570045B2 (en) * 2015-05-22 2020-02-25 John Hart Miller Glass and other material melting systems
CN107750239A (zh) 2015-06-26 2018-03-02 Ocv智识资本有限责任公司 具有氧气/气体加热燃烧器系统的浸没燃烧玻璃熔化器
US9751792B2 (en) 2015-08-12 2017-09-05 Johns Manville Post-manufacturing processes for submerged combustion burner
US10670261B2 (en) 2015-08-27 2020-06-02 Johns Manville Burner panels, submerged combustion melters, and methods
US10041666B2 (en) 2015-08-27 2018-08-07 Johns Manville Burner panels including dry-tip burners, submerged combustion melters, and methods
US9815726B2 (en) 2015-09-03 2017-11-14 Johns Manville Apparatus, systems, and methods for pre-heating feedstock to a melter using melter exhaust
US9982884B2 (en) 2015-09-15 2018-05-29 Johns Manville Methods of melting feedstock using a submerged combustion melter
US10837705B2 (en) 2015-09-16 2020-11-17 Johns Manville Change-out system for submerged combustion melting burner
US10081563B2 (en) 2015-09-23 2018-09-25 Johns Manville Systems and methods for mechanically binding loose scrap
US10144666B2 (en) 2015-10-20 2018-12-04 Johns Manville Processing organics and inorganics in a submerged combustion melter
US10246362B2 (en) 2016-06-22 2019-04-02 Johns Manville Effective discharge of exhaust from submerged combustion melters and methods
CN106116109A (zh) * 2016-06-22 2016-11-16 巨石集团有限公司 一种玻璃池窑及玻璃熔制的方法
CN106277718B (zh) * 2016-08-19 2019-03-15 巨石集团有限公司 一种玻璃纤维池窑用玻璃液通道加热方法
US10301208B2 (en) 2016-08-25 2019-05-28 Johns Manville Continuous flow submerged combustion melter cooling wall panels, submerged combustion melters, and methods of using same
US10337732B2 (en) 2016-08-25 2019-07-02 Johns Manville Consumable tip burners, submerged combustion melters including same, and methods
US10196294B2 (en) 2016-09-07 2019-02-05 Johns Manville Submerged combustion melters, wall structures or panels of same, and methods of using same
US10233105B2 (en) 2016-10-14 2019-03-19 Johns Manville Submerged combustion melters and methods of feeding particulate material into such melters
PL3431447T3 (pl) * 2017-07-21 2020-09-21 Engie Sposób topienia surowców takich jak szkło poprzeczno-płomiennym piecem do topienia
US10513453B2 (en) * 2017-07-28 2019-12-24 Air Products And Chemicals, Inc. Oxygen-fuel burner for a glass melting furnace
US10859260B2 (en) * 2017-10-13 2020-12-08 Praxair Technology, Inc. Reduced fouling in staged combustion
US11485664B2 (en) 2019-10-01 2022-11-01 Owens-Brockway Glass Container Inc. Stilling vessel for submerged combustion melter
US11912608B2 (en) 2019-10-01 2024-02-27 Owens-Brockway Glass Container Inc. Glass manufacturing

Family Cites Families (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2360548A (en) * 1944-10-17 Combustion method
US725173A (en) 1901-06-11 1903-04-14 William Phillips Thompson Furnace for heating or melting materials.
US1805066A (en) * 1928-05-02 1931-05-12 Andrieux Pierre Jule Justinien Gas burner or nozzle
US1950044A (en) * 1931-05-18 1934-03-06 Surface Combustion Corp Method of and apparatus for producing stable luminous flame combustion
US2138998A (en) * 1936-06-24 1938-12-06 John P Brosius Burner unit
US2970829A (en) 1954-11-26 1961-02-07 Reynders Charlton Method of operation of a top-fired open hearth furnace
BE563093A (de) 1956-12-12
US3132854A (en) 1962-07-09 1964-05-12 Allegheny Ludlum Steel Hearth furnaces and the method of melting therein
US3337324A (en) * 1963-04-30 1967-08-22 Union Carbide Corp Process for melting and refining glass batch
US3592622A (en) 1968-06-05 1971-07-13 Air Reduction Oxy-fuel accelerated glass melting furnace and method of operation
US4381934A (en) 1981-07-30 1983-05-03 Ppg Industries, Inc. Glass batch liquefaction
US4654068A (en) 1981-07-30 1987-03-31 Ppg Industries, Inc. Apparatus and method for ablating liquefaction of materials
USRE32317E (en) 1981-07-30 1986-12-30 Ppg Industries, Inc. Glass batch liquefaction
US4564379A (en) 1981-07-30 1986-01-14 Ppg Industries, Inc. Method for ablating liquefaction of materials
US4473388A (en) 1983-02-04 1984-09-25 Union Carbide Corporation Process for melting glass
FR2546155B1 (fr) * 1983-05-20 1986-06-27 Air Liquide Procede et installation d'elaboration de verre
US4519814A (en) 1983-07-25 1985-05-28 Ppg Industries, Inc. Two stage batch liquefaction process and apparatus
US4604121A (en) 1983-08-03 1986-08-05 Ppg Industries, Inc. Method of pretreating glass batch
US4496387A (en) 1983-10-31 1985-01-29 Ppg Industries, Inc. Transition between batch preheating and liquefying stages apparatus
US4521238A (en) 1983-11-25 1985-06-04 Ppg Industries, Inc. Method and apparatus for controlling an ablation liquefaction process
US4529428A (en) 1983-11-25 1985-07-16 Ppg Industries, Inc. Method and apparatus for feeding an ablation liquefaction process
US4492594A (en) 1984-01-03 1985-01-08 Ppg Industries, Inc. Method and apparatus for liquefying material with retainer means
US4539035A (en) 1984-03-26 1985-09-03 Messer Griesheim Industries, Inc. Method and apparatus for improving oxygen burner performance in a glass furnace
US4539034A (en) 1984-07-19 1985-09-03 Ppg Industries, Inc. Melting of glass with staged submerged combustion
US4545800A (en) 1984-07-19 1985-10-08 Ppg Industries, Inc. Submerged oxygen-hydrogen combustion melting of glass
US4565560A (en) * 1984-12-19 1986-01-21 Ppg Industries, Inc. Energy efficient and anti-corrosive burner nozzle construction and installation configuration
US4599100A (en) 1985-04-01 1986-07-08 Ppg Industries, Inc. Melting glass with port and melter burners for NOx control
FR2587695B1 (fr) 1985-09-20 1987-11-20 Air Liquide Dispositif pour ameliorer le chauffage d'un canal de distribution de verre et procede pour la mise en oeuvre d'un tel dispositif
US4678491A (en) 1985-11-18 1987-07-07 Ppg Industries, Inc. Reduction of material buildup by means of gas jet
US4666489A (en) 1985-12-06 1987-05-19 Ppg Industries, Inc. Method and apparatus for feeding a rotating melter
US4675041A (en) 1985-12-19 1987-06-23 Ppg Industries, Inc. Method and apparatus for furnace lid purging
US4676819A (en) 1986-02-07 1987-06-30 Ppg Industries, Inc. Ablation melting with composite lining
US4738938A (en) 1986-01-02 1988-04-19 Ppg Industries, Inc. Melting and vacuum refining of glass or the like and composition of sheet
US4671765A (en) 1986-02-19 1987-06-09 Ppg Industries, Inc. Burner design for melting glass batch and the like
US4725299A (en) 1986-09-29 1988-02-16 Gas Research Institute Glass melting furnace and process
US4798616A (en) 1986-10-02 1989-01-17 Ppg Industries, Inc. Multi-stage process and apparatus for refining glass or the like
US4738702A (en) 1986-10-06 1988-04-19 Ppg Industries, Inc. Glass melting in a rotary melter
US4789390A (en) 1986-11-06 1988-12-06 Ppg Industries, Inc. Batch melting vessel lid cooling construction
US4808205A (en) 1987-11-16 1989-02-28 Ppg Industries, Inc. Lid construction for a heating vessel and method of use
US4911744A (en) 1987-07-09 1990-03-27 Aga A.B. Methods and apparatus for enhancing combustion and operational efficiency in a glass melting furnace
US4816056A (en) * 1987-10-02 1989-03-28 Ppg Industries, Inc. Heating and agitating method for multi-stage melting and refining of glass
GB8813925D0 (en) 1988-06-13 1988-07-20 Pilkington Plc Apparatus for & method of melting glass batch material
US4886539A (en) 1989-04-03 1989-12-12 Ppg Industries, Inc. Method of vacuum refining of glassy materials with selenium foaming agent
GB8910766D0 (en) 1989-05-10 1989-06-28 Mcneill Keith R Method of firing glass melting furnace
US4973346A (en) 1989-10-30 1990-11-27 Union Carbide Corporation Glassmelting method with reduced nox generation
US5139558A (en) * 1991-11-20 1992-08-18 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Roof-mounted auxiliary oxygen-fired burner in glass melting furnace
US5256058A (en) * 1992-03-30 1993-10-26 Combustion Tec, Inc. Method and apparatus for oxy-fuel heating with lowered NOx in high temperature corrosive environments
US5346524A (en) 1992-09-14 1994-09-13 Schuller International, Inc. Oxygen/fuel firing of furnaces with massive, low velocity, turbulent flames
US5643348A (en) 1992-09-14 1997-07-01 Schuller International, Inc. Oxygen/fuel fired furnaces having massive, low velocity, turbulent flame clouds
US5405082A (en) 1993-07-06 1995-04-11 Corning Incorporated Oxy/fuel burner with low volume fuel stream projection
US5447547A (en) 1994-01-31 1995-09-05 Gas Research, Inc. Annular batch feed furnace and process
US5500030A (en) * 1994-03-03 1996-03-19 Combustion Tec, Inc. Oxy-gas fired forehearth burner system
US5743723A (en) * 1995-09-15 1998-04-28 American Air Liquide, Inc. Oxy-fuel burner having coaxial fuel and oxidant outlets
US5871343A (en) * 1998-05-21 1999-02-16 Air Products And Chemicals, Inc. Method and apparatus for reducing NOx production during air-oxygen-fuel combustion

Also Published As

Publication number Publication date
CN1206180C (zh) 2005-06-15
CZ302569B6 (cs) 2011-07-20
EP1077901B1 (de) 2004-09-15
ZA9810724B (en) 1999-05-31
EP1077901A1 (de) 2001-02-28
NO333431B1 (no) 2013-06-03
TR200001759T2 (tr) 2000-10-23
JP4646401B2 (ja) 2011-03-09
AU748058B2 (en) 2002-05-30
AR017434A1 (es) 2001-09-05
NO20003130L (no) 2000-06-16
ID27063A (id) 2001-02-22
US6237369B1 (en) 2001-05-29
MXPA00005932A (es) 2005-09-08
ES2227903T3 (es) 2005-04-01
BR9813685A (pt) 2000-10-10
EP1077901A4 (de) 2002-09-04
WO1999031021A1 (en) 1999-06-24
JP2002508295A (ja) 2002-03-19
TW519533B (en) 2003-02-01
KR20010024745A (ko) 2001-03-26
AU1916699A (en) 1999-07-05
CA2313234A1 (en) 1999-06-24
CN1282307A (zh) 2001-01-31
NO20003130D0 (no) 2000-06-16
DE69826327D1 (de) 2004-10-21
KR100578773B1 (ko) 2006-05-12
CA2313234C (en) 2007-02-13
CZ20002202A3 (cs) 2000-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69826327T2 (de) Verfahren für das schmelzen von glas mittels in der decke eingebauter sauerstoff-brennstoff brenner
DE69913626T2 (de) Feuerungssystem für ein Kalzinationsverfahren mit Gegenstrom eines mineralischen Gutes
EP1251105B1 (de) Verfahren und Anordnung zum Beheizen von Glasschmelzöfen mit fossilen Brennstoffen
DE60024370T3 (de) Verfahren zum Zusatzerhitzen eines Glasschmelzofens mit einem im Gewölbe montierten Sauerstoff-Brennstoff-Brenner
DE10029983C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzen und Läutern von Glas mit Wärmerückgewinnung
DE3718276A1 (de) Glasschmelzofen
DE69723039T2 (de) Verfahren zur Verbesserung des thermisches Profil einer Glasschmelzofen und Glasschmelzofen benützt dafür
EP2284130A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Mineralwolle
DE69914153T2 (de) Brenner für flüssigen Brennstoff insbesondere für Aufwärmöfen für siderurgische Produkte
EP0237604B1 (de) Energiesparendes Verfahren zum Schmelzen von Glas
EP1148311B1 (de) Verfahren zum Brennen von karbonathaltigem Material
WO2012130725A1 (de) Schmelzvorrichtung
EP1213364B1 (de) Verfahren zum Einschmelzen von Metallschrott insbes. aus Aluminium unter Einsatz eines Brennstoff-Sauerstoffbrenners
DE2926346A1 (de) Vertikaler ofen zum schmelzen von metallstuecken, insbesondere kupferstuecken
EP1136777B1 (de) Tunnelbrennofen.
DE2225782A1 (de) Verfahren zum Brennen von Kalk
EP3423769B1 (de) Ofen und verfahren zum betreiben eines ofens
EP0475069B1 (de) Auskleidung bzw. Auskleidungsstein
DE4244068C1 (de) Brenneranordnung für Glasschmelzwannen
DE1928571C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzen von Glas In einem Reverberierofen
EP1911726A1 (de) Glasschmelzofen und Verfahren zum Schmelzen von Glas
EP2332889A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzen von Glas
DE10360830B4 (de) Verfahren zum Betrieb einer Schmelzwanne
DE60016965T2 (de) Kessel mit verbrennungsretorte
DE2932938A1 (de) Metallurgisches schmelzaggregat, insbesondere lichtbogenofen

Legal Events

Date Code Title Description
8363 Opposition against the patent
8331 Complete revocation